36. Самостоятельный разряд в газе

Если при высокой _А-К(U) необходимые для поддержания разряда эл-ны создаются самим разрядом (путем ионизации газа и освобождение эл-нов их катода), то такой разряд самостоятельный.

При создании электроприборов используют тихий разряд, тлеющий, дуговой и ВЧ

• Величина тока в таком разряде определяется большим внешним сопротивлением, и пространственныезаряды почти не искажают форму электр.поля между электродами. В приборах тихий разряд – переходная форма от момента возникновения разряда к другим его видам j падает, свечение газа незаметно.

• Отличительные возможности тлеющего разряда – холодный катод, испускающий эл-ны под действием бомбардировки ионами, а также большое падениа потенциала возле катода, обусловленное положительным пространственным зарядом. При тлеющем разряде – свечение газа, разряд – при U=10…100 Вт, в промежутке между электродами – пространственный заряд, единственно влияющий на распределение эл.поля j=1…10 мВт/см².

• Дуговой разряд характеризуется поышенным j и малым U около катода. Температура в области разряда достигает максимальных значений и поэтому катод разогревается и испускает эл-ны, в результате термоэлектронной эмиссии. За счет образования +пространственного заряда у катода может возникнуть большая Е –электростатическая эмиссия. Интенсивное свечение газа . Наблюдение в широком диапазоне давления: 10^-2 мм рт.ст. до 800 мм рт.ст.

• ВЧ разряд возникает при подведении на электроды высоких частотU. Неважно где расположены электроды – снаружи или внутри баллона.

38. Пролетный клистрон

Принцип действия клистрона основан на преобразовании постоянного эл.тока в переменный путем изменения скорости эл-нов. Основными частями двух резонаторного пролетного клистроны:

• Электронная пушка – подогреваемый катод, фокусирующий электрод

• Входного и выходного резонатора

• Коллектора

• Иногда ускоряющая С

На оба Р и Кол – одно и то же + U_р. Фокусирующий электрод либо соединен с К, либо имеет небольшой

В Р₁ от внешнего источника через некоторую связь возбуждения ВЧ колебаний, который между сетками Р создают переменное напряжение U₁sint. Ускоренный эл. поток проходит сквозь Р₁ в обл. max эл.поля вдоль силовых линий. Далее эл-ны двигаются на К. В Р₁ и Р₂ делают отверстия для прохождения эл. потока с сетками.

Принцип работы: эл-ны эмиттируемые К под действием ускоряющего U_p приобретают при пролете от К до Р₁ большую скорость. При прохождении через Р₁ эл-ны в зависимости от направления ВЧ поля в котором периодически ускоряются или замедляются. Эл. проходящие в полупериод тормозящего поля теряют часть энергии и выходят со скоростью меньше входной. Эл. проходящие Р в полупериод ускоряющего поля – увеличивают скорость. При ВЧ поле – =const. Т.о. скорость эл-нов проходящих Р₁ будет изменятся на небольшую величину. Процесс изменения скорости эл-нов под воздействием переменного U при неизменном токе луча – скоростная модуляция. Покидая Р₁ эл. луч попадает в пространство в котором отсутствует эл.поле и эл-ны будут двигаться с приобретенным в Р₁ скоростями, эта обл. – полетное пространство. При достаточно длительном движении в пролетном пространстве эл-ны с большими скоростями будут догонять медленные эл-ны – образуются уплотнения эл. потока. В начальный момент времени из Р₁ будут вылетать более быстрые эл-ны, и более медленные не смогут их догнать – разрежение эл. потока – модулированный по скорости эл. поток. При движении в пролетном пространстве разделяется на отдельные группы. Эл. отделенные друг от друга разрежениями, т.е. постоянный поток. А минимальный импульс этого тока может достигать большей величины по сравнению с величиной первоначального постоянного тока. Частота  силе тока опр. частотой U в Р₁. Процесс преобразования модулированного по скорости эл. потока с постоянной величиной тока в поток с пульсирующим током – группирование. Для эффективного группирования время движения в пролетном пространсте должно быть достаточно большим, как правило несколько Т ВЧ колебаний. Выходной Р₂ настроен на частоту Р₁, эл. группы проходя сквозь выходной резонатор наводят на его стенках эл. заряды – в Р₂ будет протекать I, а между сетками U частота которого равна частоте Р₁. Возникающее IU имеет такую фазу, что при прохождении эл. групп происходит ее торможение, а при прохождении разряжения эл-нов – ускорение. В среднем за период колебания большое ионно-электронное прохождение Р₂ будет тормозиться, чем ускорятся – эл-нный поток отдает часть своей Е_к, полученной от U_p при ускорении эл-нов между электродами. Отводя из Р₂ через эмиттерные связи часть мощностей полей в нагрузку можно получить при помощи клистрона усиление колебания СВЧ. Для увеличения коэф. усиления выходной мощности и КПД Пролетного клистрона – используются многорезонаторные клистроны. В многорезонаторном пролетном клистроне между входным и выходным Р – несколько промежуточных. Под действием пульсирующего эл. потока в промежуточных резонаторах – эл.поле, оно дополнительно ионизирует эл-нный поток и способствует функционированию эл-на – в Р_вых более плотные сгустки эл-нов – увеличивается КПД, коэф. усиления, мощность. Пролетный клистрон может быть превращен в генератор если установить положительную обратную связь между Р_вых и Р_вх .