Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 22
Текст из файла (страница 22)
суьзеству — это усовершенствованный гептол. И!сстая сетка является антилинатрон- ной что позволяет увеличить амплитуду выходных сигналов. Особого распространения окт ктолы так н не получили П вгоды делятся на приемоусилительные и генераторные, которые имеют положительное на„ряжение на сетке Сз. В пентолах с двойным управлением сетка С, является второй уира правляюшей сеткой, на которую подается отрицательный потенциал.
В этом случае месетками С, и С, образуется объемный заряд и формируется виртуальный катод. В той области потенциал равен нулю, электроны тормозятся, создавая полобие катода. 5т недостаткам пентодов слелует отнести большую емкость между третьей сеткой и анод м Это ограничивает верхний пропел диапазона частот при усилении электромагнитных колебаний. цтобы ликвидировать этот недостаток, вводят еще одну сетку. Такая конструкция полу,щла название геке од. Такая элекзронная лампа служит в качестве смесителя частот.
Папряжение сигнала обычно подводится к первой управляющей сетке. Переменное напряжение на второй управляющей сетке изменяет токораспрелеление в лампе. При этом крутизна характеристики анодного тока по первой сетке изменяется с частотой гетеродина, а напряжение на ней меняется с частотой приходящего сигнала. В результате анодный ток прелставляет собой комбинационные колебания, в частности, колебания промежуточной частоты опрелсляются так; Часть ). Вакуумная и плазменная электроника 11б также были созданы электронные лампы с девятью и десятью электродами (г)сходе().
Од- нако практического применения они тоже нс нашли. Наибольшее распространение полу- чили двойные диады — триоды, двойные триоды, триоды - — пентоды, Заметим, что с позиций системного анализа все рассмотренные конструкции соответст- вуют предложенной модели приборов вакуумной электроники. 1скерагнорлая лахпга — электронная лампа, предназначенная для преобразования энергии источника постоянного или переменного тока в энергию высокой частоты до 10 ГГц (рис. 4Л). а) 6) Она может применяться в качестяс управляющс1-о элемента генератора или усилителя в радиопередатчиках для радиовещания, телевидения, радиолокации, ускорителях заряженных частиц, медицинской электроники.
Различагот маломощные (до 25 Вт), средней мопзности (до 1 кВт), мощные (до 200 кВт) и свсрхмошныс лампы (> 200 кВт). На рис. 4 б показан внешний вил современных генераторных ламп — мощного мсталлостеклянного триода с водяным охлаждением и металлоксрамического УКВ-тсгрода с воздушным охлаждением. Рис. 4.7. Конструкция сверхмощного коротковолнового тетрода с исларительным охлаждением 1 — штангель для откачки; 2 — вывод накала катода 3 — вывод управляющей сетки; 4 — керамический изолятор; 5 — вывод зкранирующей сетки, б — вывод анода, т — охпаждаемая поверхность;  — решетка катодов 9 — подвод накала и крепление катода; 10 — управляющая сетха, 11 — зхранирующая сетка Рис.
4.8. Внешний вид современных генераторных ламп: а — мощный металлостехлянный триад с водяным охлаждением; б — мегаллохерамичесхий УКВ-тетрод с воздушным охлаждением 4, Приборы и устройства вакуумной электроники 4.3. Электровакуумные микролампы Элекзровакуумные микролампы по своим свойствам во лшогом подобны полевым транзисторам. Вакуумные интегральные триоды называют также вакуумными полевыми транзисторами, а их электроды — — катод, сетка, анод или жс эмитгер, затвор, коллектор. В основе работы вакббсиньгх интегральных схезг (ВИС) лежат те же физические явления, что и в основе работы рассмотренных электровакуумных триодов.
ВИС обладают рядом уникальных характеристик, в частности, скорость электронов в них могкет быть намного больше, чем в любом полупроводнике, их частотные свойства лучше частотных свойств кремниевых интегральных схем и сравнимы со свойствами арсенид-газлиевых ИС. Кроме того, ВИС обладают лучшей радиационной стойкостью. При изготовлении ВИС используется хорошо отработанная технология полупроводниковых ИС. Одной из основных проблем при создании ВИС является разработка холодных (не подогреваемых) эмиперов (катодов). В ВИС используется, в основном, электростатическая (автоэлектронная) эмиссия.
Наиболее изученными являются интегральные триоды, которые состоят из колодного эмиттера (катода), управляющего электрода (затвор — . аналог управляющей сетки) и коллектора (анода]. Примеры устройств вакуумных микротриодов плоской и вер.гикальной конструкции приведены на рис. 4.9, Катод! изготовлен в виде острия из кремня. Между массивной частью катода и управляюшим электродом (сеткой) 2, выполненным из мстазлической пленки, РасполагаетсЯ диэлектРический слой ЯОз. СтРУктУРа выполнена на гшоскости (поверхности) диэлектрической подложки и иакрывается диэлектрическим пустозслым колпачком. На рис. 4 1О показан металлокерамический триод.
Рис. 4 В. Структура микротриода, выполненного е составе вакуумной интегральной скемы Рис. 4,10. Металоокеремический триод Они могут работать в диапазонах коротких (до 30 МГц), ультракоротких (до 300 М1ц) ли сверхвысокочастотных (до 10 ГГц) диапазонах длин воли.
1)рггеиио усзкззгтельные лаягльг (ПУЛ)-- это электронные лампы, предназначенные для егектирования, преобразования частоты и усиления электрических сигналов на частотах до 300 МГц, а также для генерирования электрических колебаний, Часть б Вакуумная и плазменная электроника 4.4.
СВЧ-приборы 4.4.1. Электронные лампы СВЧ В области частот более 100 МГц на работу электронных ламп существенно влияют инерция электронов, междуэлектродные емкости и индуктивности вводов-выводов. С этой целью делают гщоские электроды с межэлектродным расстоянием 0,1 — 0,3 мм, выводы эдектродов — в виде толстых проводников, а выводы сетки и катода представляют собой кольцеобразные контакты, прижимаемые к контактам резонансных коаксиальных устройств.
Вывод анода представляет собой штырь большого диаметра. для плоского диодного промежутка время пролета определяется как ( Гт т— з( си„ Важным фактором является угол пролета О, равный изменению фазы высокочастотного напряжения на электродах за время пролета т электронами межэлектродного расстояния ~1. Выражение для О выглядит следующим образом: О = 18 — (град), ~Я Д, гдсу'подставляется в МГц, г) — в сантиметрах, напрязксние на аноде (1е — в вольтах. На низких частотах диод представляет собой активное сопротивление Не а на высоких— комплексное сопротивление.
Конструкции электронных ламп СВЧ-диапазона максимально учитывают требования минимального времени пролета электронов, величин мсжэлектродных емкостей и индуктивностей вывола. Различают генераторные и нодулялюрлые.палтьь Лампы СВЧ-лнапазона включают в себя триоды, лучевые тетроды, пентоды. Для генерации метровых волн (> б м) служат пентоды и лучевые тстроды. В импульсном режиме для целей радиолокации используются импульсные генераторные лампы. Модуляторные тРиоды применяются для модуляции в радиотелефонных передатчиках и трансляционных усилителях. 4.4.2. Клиотроны дяисглрое (от греческого «)уэо — - ударять) — элекгровакуумный СВЧ-прибор, работа которого основана на молуляции по скорости электронного потока электрическими СВЧ полями резонансных колебательных систем, группированием электронов в сгустки и и слелующим преобразованием кинетической энергии сгруппированных электронов в энер гию СВЧ-колебаний.
Клистроны предназначены для генерации и усиления электромагнитных колебаний. Г1о способу преобразования 'энергии источника питания в энергию СВЧ-колебаний клио троны относятся к приборам О-типа или приборам с динамическим управлением эле" ' тронным позоком. 4 Г)риберы и устройства вакуумной электроники Идея по плотностной модуляции электронов была впервые предложена советским физик хз Д. А. Рожанским в 1932 году, а первые клистроны были созданы американцами В ханом, Г. й4ектолфом и братьями Р. и 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
