文档介绍：19、微波电真空器件
微波电真空器件主要应用于高功率、高增益的电路中
类型:O型管:电子运动轨迹是直线型
线性微波管、速调管、行波管
M型管:电子运动轨迹不是直线
正交场微波管、磁控管
一、微波电子管
1、真空二极管
一般真空电子管至少有两个电极-阴极和阳极。阴
极是用来产生电子的,大多数情况下采用把阴极加热的
方法来使其发射电子;阳极是用来接收电子的,通常加
一定的正压。如果管内仅有一个阴极和一个阳极,这就
是二极管。
19、微波电真空器件
19、微波电真空器件
在二极管中,阴极经过灯丝加热后,向空间发射电子。
当阳极加正电压时,电子在电场力作用下向阳极运动,并
打上阳极,这样就产生阳极电流,若改变阳极电压,
则阳极电流也随之变化。在空间电荷限制下,二极管的阳
极电流和电压之间的关系为:
这就是二极管的3/2次方定律。式中,P称为导流系数,与
阴极的材料和几何形状有关。
2、真空三极管
如果在二极管的两个电极之间加进第三个电极,便构
成了三极管。第三个电极,通常制成栅栏状,因此叫栅极
或控制栅极,它可以通过电子。
19、微波电真空器件
图8-3 三极管的结构及符号
19、微波电真空器件
栅极电压为,阳极电压为,阳极电压在栅阴之间产生的电场,可以用一个加到栅极上的正电压等效。D称为三极管的阳极渗透系数。根据3/2次方定律,阳极电流为:
3、电子流与电场能量交换
①电子在加速电场中运动,获得能量:
②电子在减速场中运动,把动能转换成电能:
19、微波电真空器件
其中,V1为飞出间隙速度;V0为进入间隙速度。
通过与电子交换能量而放大交变信号的电子器件,有
三个基本过程:
⑴电子被直流电场加速,获得必须的动能;
⑵运动的电子必须被所要求放大的信号控制,最后形成随信号频率变化的不均匀的电子流;
⑶大多数的电子(密度大的电子)在高频减速场内运动,将能量交给高频场。
19、微波电真空器件
二、速调管放大器
19、微波电真空器件
1、组成
⑴电子枪:加热阴极,产生电子;
⑵输入腔:微波信号通过耦合进入输入腔,在高频缝隙上,
激励起高频电流,对电子进行速度调制;
⑶漂移空间:形成群聚电子流;
⑷输出腔:密度不均匀的电子与高频场在间隙内进行能量
交换,放大后的微波信号输出;
⑸收集极:收集能量交换后的电子,构成直流通路。
2、放大原理
⑴电子从直流电场获得能量:
电子从电子腔发出后,首先进入由电子枪和输入谐振
腔缝隙组成的空间。在这空间,有直流电压所产生的直
流电场,它对电子进行加速。则电子到达栅网A时的速度为:
19、微波电真空器件
⑵速度调制:
电子进入输入谐振腔缝隙,受微波信号调制,离开第
一缝隙时的速度:
其中, ,U0为直流电压,U1为微波信号幅度。
⑶无场空间漂移中的密度调制:
电子离开输入腔,在无场空间漂移,由于速度不同,会产生群聚现象,这说明电子流已由速度调制产生了密度调制。
⑷能量交换
群聚电子流使不同时刻通过输入腔缝隙的电子,可以