Электронные приборы СВЧ и квантовые приборы. Тамаров П.Г. - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ОТРАЖАТЕЛЬНОГО КЛИСТРОНА
Цель работы: Изучение устройства и принципа действия
отражательного клистрона, экспериментальное исследование его
характеристик.
1. Устройство и принцип действия отражательного клистрона
Клистрон состоит из трех основных частей: катода с фокусирующим
устройством, резонатора и отражателя (рис. 1).
Электронная пушка 1 ускоряет поток электронов за счет напряжения
Ер. Электроны проходят через стенки резонатора и за счет флуктуации
возбуждают электромагнитное поле в резонаторе. Резонатор выделяет
электромагнитное поле на частоте используемого типа колебаний. На
зазоре появляется переменное напряжение u(t), которое периодически
ускоряет и замедляет движение электронов.
После прохождения зазора поток электронов, модулированный по
скорости, попадает в промежуток между резонатором и отражателем в
область постоянного тормозящего поля, создаваемого напряжением
Ер +
Еотр,
В пространстве
между
резонатором и отражателем происходит
группирование электронов (модуляция потока электронов по плотности).
Электроны останавливаются, а затем поворачиваются обратно и
пронизывают резонатор в обратном направлении. Напряжения Ep и
Еотр
подбираются таким образом, чтобы в момент обратного прохождения
зазора резонатора сгустки электронов попадали в максимальное по
величине тормозящее поле и отдавали ему свою энергию. Процесс
группирования поясняется пространственно-временной диаграммой
движения электронов (рис.2). В положительный полупериод переменного
напряжения на резонаторе u(t) начальная скорость электронов и
соответствующий ей наклон кривой больше, чем в отсутствие
напряжения, а в отрицательный полупериод, наоборот, меньше.
Электроны, ускоренные при прямом проходе зазора во время
положительного полупериода напряжения, группируются с замедленными
в следующем отрицательном полупериоде, При соответствующем
различии начальных скоростей и соответствующем напряжении на
отражателе сгустки электронов образуются как раз к моменту
возвращения их к резонатору.
2.2. Описание лабораторной установки
Структурная схема лабораторной установки показана на рис. 9, В ее
состав входит макет 1 и волномер 2.
63
6
роль теплоотвода. кристалл GaAs, являющийся
активным элементом диода, обычно
изготавливается методом газотранспортной
эпитаксии в виде полупроводниковой
структуры типа П
+
-П, При этом анодный
омический контакт осуществляется с
высоколегированным слоем П
+
с помощью
металлического контакта - припоя, в свою
очередь припаянного к массивному
теплопроводящему стержню.
Катодный контакт выполняется с
помощью тонких проволочек диаметром 20+30
мкм, припаянных непосредственно к рабочему
низколегированному слою припоя,
обеспечивающему омический контакт.
В работе исследуется диод Ганна типа
АА-703А. Его типовые параметры и параметры
кристалла GaAs:
1. Омическое сопротивление диода при
U = 0,5В,3+20Ом
2. Рабочее напряжение питания, 8,5 В
3. Рабочий ток, 270 мА
4. Диапазон частот генерируемых колебаний
5. Непрерывная СВЧ мощность, 10 Вт
6. Длина образца
7. Площадь катодного контакта
8. Концентрация
9. Подвижность в слабом поле
10. Диэлектрическая проницаемость

Страницы