Петров К.С. Радиоматериалы и радиокомпоненты (2003) (1152094), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Статические характеристики 10.3. Вакуумные тетроды и пентсды 10.4. дифференциальные параметры ........... 10.5. Приыенвние электронных ламп 10.6. Особенности мсхцных электронных ламп 10.7. Особенности работы ламп на СВЧ . 10.8. Пролетные клистроны . 10.9.
Отражательные клистроны . 10.10. Лампы бегущей волны . 10.11. Электронно-лучевые приборы Электростатическая фокусировка луча . Элвктросгатичеокое отклонен ив луча Магнитная фокусировка луча Магнитное отклонение луча Экраны ЭЛП Основные типы электронно-лучевых трубок 10.12. Газоразрядные приборы Электрический разряд а газе Типы гаэораэрядных приборов Контрольные вопросы ГЛАВА 11 Введение в квантовую электронику 11,1. Лазерное уоиление 11.2.
Генерация излучения 11.3. Основные разновидности лазеров Твердотельные лазеры Газовые лазеры . Полупроводниковые лазеры . . 431 ... 431 . 434 ... 437 . 443 460 ... 451 451 452 ... 453 454 456 457 459 461 ... 482 463 465 468 470 473 475 478 478 480 48! 482 484 486 489 489 492 495 49В 501 501 Введение Современный научно-технический прогресс неразрывно связан с расширением масштабов применения радиотехнических систем и систем телекоммуникаций.
Составной частью этих систем является радиоэлектронная аппаратура (РЭА), содержащая огромное количество радиокомпонентов, для изготовления которых используются современные радноматериалы. Повышение эффективности систем и улучшение параметров РЭА невозможно без совершенствования элементной базы РЭА, разработки и освоения новых радиоматериалов. Именно радиоматериалы и радиокомпоненты стали ключевым звеном, определяющим успех многих инженерных решений при создании сложнейшей РЭА. Существенные изменения во многих областях науки и техники, в том числе в развитии элементной базы РЭА, происходят благодаря развитию электроники— науки о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств, в которых это взаимодействие используется для преобразования электромагнитной энергии, передачи, обработки и хранения информации. Успехи электроники в значительной мере обусловлены развитием радиотехники.
Обе области развиваются в тесной взаимосвязи, поэтому их часто объединяют и называют радиоэлектроникой. Вряд ли сегодня найдется человек, который бы усомнился в существовании электронов. Любой школьник знает, что электрический ток создается движением электронов. Однако не далее как в конце Х1Х века среди авторитетных ученых находились и те, кто не верил в реальность существования электронов. До открытия электрона атом считался тем прочным и неделимым «кирпичиком», на котором основывались все представления о структуре материального мира, а электрический ток рассматривался как некая «жидкая субстанция», текущая по проводам. Вот что писал американский исследователь Б.
Франклин: «Электрическая субстанция состоит из чрезвычайно малых частиц, так как она способна проникать в обыкновенную материю, даже в самые плотные металлы, с большой легкостью и свободой... Обыкновенная материя по отношению к электрической является как бы своеобразной губкой. Губка не смогла бы впитывать воду, если бы частицы воды не были меньше дырок в губке». До открытия электрона атом оставался атомом, а «электрическая субстанция», существуя отдельно от атомов, представлялась составленной из каких-то других «бестелесных частиц». Каких-либо экспериментальных данных, подтверждающих 14 Введение существование заряженных частиц,из которых состоит субстанция, не было.
Представление о дискретном строении электричества начало складываться только во второй половине Х1Х века. Впервые об этом упоминали в своих работах Г. Фехнер и В. Вебер. В. Вебер, например, прямо указывал, что «с каждым весомым атомом связан электрический атом». Электрический ток эти ученые представляли как движение дискретных электрических зарядов. О непосредственных наблюдениях в то время не приходилось и думать, а эксперименты позволяли лишь строить предположения о природе неких обладающих чрезвычайно малым зарядом частиц.
Несколько позже величину этих зарядов позволили определить опыты по электролизу, проделанные Г. Гельмгольцем, которые показали, что для выделения одной грамм-молекулы вещества на электроде электролитической ванны требуется заряд, равный 96 500 Кл. Затем А. Авогадро установил, что в одной грамм- молекуле содержится 6,02 10" атомов вещества. Поделив величину заряда на количество атомов, можно определить величину элементарного электрического заряда, переносимого каждым атомом, равную 1,6 10«и Кл.
Этот элементарный заряд стали называть атомом электричества. В 1891 году Г. Стоней предложил называть атом электричества электроном, однако природа этого заряда оставалась неясной, то есть термин появился раньше открытия электрона. В 1897 году выдающийся английский ученый Дж. Томсон, работая с вакуумной трубкой, экран которой был покрыт составом, светившимся под действием открытых к тому времени катодных лучей, обнаружил, что если по бокам горловины трубки расположить две пластины и создать между ними разность потенциалов, то пятно на экране сместится в сторону пластины„имеющей положительный потенциал, что свидетельствовало о том, что катодный луч несет в себе отрицательный заряд.
Работая с трубкой, Дж. Томсон отклонял луч под воздействием не только электрического, но и магнитного поля, что позволило определить такой важный параметр, как отношение величины заряда к массе, отклоняемой полем частицы. Сегодня известно, что электрон обладает массой, равной 9,106.10 " г. Ну, а коль скоро у электрона обнаружена масса, то он не может быть «бестелесной порцией электричества». Это позволило Дж. Томсону сделать смелый вывод о существовании материаЛьных частиц, гораздо меньших, чем атомы. Позже в своих «Воспоминаниях и размышлениях» Дж. Томсон писал: «Я сделал первое сообщение о существовании этих корпускул на вечернем заседании Королевского института в очередную пятницу 30 апреля 1897 года.
Много лет спустя один выдающийся физик рассказал мне, что он в то время подумал, что я всем им нарочно морочу голову. Я не был этим удивлен, ибо сам пришел к такому объяснению своих экспериментов с большой неохотой: лишь убедившись, что от опытных данных некуда скрыться, я объявил о моей вере в существование тел, меньших, чем атомы». Открытие Дж. Томсона было ошеломляющим. Это была революция в вековых представлениях об атомной структуре материи. Многие ученые отказывались признавать его. Среди них был В. К. Рентген, который в течение 10 лет после сообщения Дж. Томсона был не только убежден сам, но старался убедить своих сотрудников в том, что электронов в природе не существует — это не более чем «пустое, не заполненное конкретным содержанием слово».
Он был убежден в том, Введение что «существование электронов — это не более чем недоказанная гипотеза, применяемая без достаточных оснований и без нужды». Открытие электрона опровергло гипотезу о неделимом атоме. В воображении ученых стали возникать модели внутреннего строения атомов. Зародилась новая наука — электроника, которая развивалась весьма интенсивно.
Весь арсенал средств, которым располагает современная электроника, был создан всего за несколько десятилетий. Еще в начале ХХ века человечество обходилось без радио, до середины ХХ века не существовало телевидения, не было электронно-вычислительных машин. Все огромное здание современной электроники строилось усилиями многих изобретательных и талантливых умов. Использование электронных приборов в радиотехнике началось с того, что в 1904 году Д. Флеминг изобрел двухэлектродную лампу (диод) с накаленным катодом.
В диоде использовалась термоэлектронная эмиссия, открытая в 1884 году Т. Эдисоном, сущность которой он, не зная об электронах, не мог объяснить. Диод — это уже электроника. Он был создан для конкретных технических нужд, а именно для детектирования высокочастотных колебаний. До открытия электрона никаких технических нужд еще не было. В 1907 году Л. Форест ввел в лампу управляющую сетку, лампа стала трехэлектродной, появилась возможность управлять током, протекающим в лампе между катодом и анодом, что позволило решить проблему усиления электрических сигналов. В 1913 году А.
Мейснер применил трехэлектродную лампу (триод) для генерирования высокочастотных электрических колебаний. В 1915 году под руководством М. А. Бонч-Бруевича были созданы первые отечественные триоды. В 1918 году родилась Нижегородская радиолаборатория, в которой впервые в мировой практике были разработаны мощные триоды с водяным охлаждением. К середине 30-х годов ламповая электроника была в основном сформирована. К этому времени были созданы основные типы электронных ламп: тетрод (1924), пентод (1930), многосеточные лампы для преобразования частоты (1935).
В 30-е годы развивалось такое направление в электронике, как создание передающих телевизионных трубок, позволивших создать электронное телевидение. В США подобные трубки, названные иконоскопами, построил В. К. Зворыкин. В СССР П. В. Шмаков и П. В. Тимофеев создали более чувствительные трубки— супериконоскопы. В 1939 году советский ученый Г. В. Брауде высказал идею создания еще более чувствительной трубки — суперортикона. К 30-м годам относятся первые эксперименты с наиболее простыми трубками — видиконами, первые образцы которых появились в 1946-50 годах. Другим направлением в развитии электроники в 30-е годы было создание специальных электронных приборов для сверхвысоких частот (СВЧ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
