0.75 Балл.

Задание №4

Сравните 2 типовых прибора: вакуумный и полупроводниковый по следующим параметрам:

1. Объемная плотность заряда;

2. Максимальная скорость движения заряженных частиц;

3. Длина области взаимодействия для угла пролета -радиан.

4. Для вакуумного прибора рассчитать микропервеанс, «плазменную» частоту.

5. Для полупроводникового: длину Дебая, плазменную частоту.

Параметры вакуумного прибора: ток (Nstudent*15)мА, ускоряющее напряжение (Nstudent+ Ngroup) кВ, диаметр потока Ngroup*0.75 мм.

Полупроводникового: уровень легирования Nstudent*10¹⁶см ^-3 , напряжение 25В, толщина токового канала 1мкм.

Рабочая частота приборов – Ngroup ГГц. Рабочая температура 400К.

Дано:

1. Параметры вакуумного прибора:

4*15=60 мА;

U₁=4+7=11 кВ;

d=7*0.75=5.25 мм

2. Полупроводникового:

n=4*10¹⁶см^-3;

U₂=25 В;

h=1мкм;

f = 7 ГГц;

T=400К.

Решение

1. Рассчитаем концентрацию носителей заряда в вакуумном приборе:

=2,79*10⁸ см^-3

2. Найдем максимальную скорость движения частиц:

Для п/п эта скорость равна скорости насыщения .

Для вакуумного прибора м/с

3*10⁸ м/с

3. Длина области взаимодействия для угла пролета π-радиан

Для п/п прибора:

, =>

Для вакуумного прибора:

4. Для вакуумного прибора рассчитать микропервеанс, «плазменную» частоту.

5. Для полупроводникового прибора рассчитать: длину Дебая, плазменную частоту.

Ответы:

	Полупроводниковый прибор	Вакуумный прибор
1	n=4*1016 см-3	n=2,79*108 см-3
2		3*108 м/с
3
4
5

1 Балл.

Задание №5

Область взаимодействия некоторого прибора составляет L=0.15*(Ngroup+Nstudent) мм. Рассчитайте угол пролета и коэффициент взаимодействия для этой области для вакуумного прибора с ускоряющим напряжением (Nstudent) кВ на частоте (Nstudent) ГГц. Как нужно изменить длину L, чтобы этот угол пролета реализовать в полупроводниковом приборе?

Дано:

L=0,15*(7+4)=1,65 мм

U=4 кВ

f=4 ГГц

Решение:

Чтобы этот угол пролета реализовать в полупроводниковом приборе:

Ответы:

1 Балл.

Задание №6

Можно ли в полупроводниковых приборах обеспечить скоростную модуляцию заряженных частиц, используя начальную часть поле-скоростной характеристики?

С какой средней скоростью будет двигаться электрон в приборе, с характерным размером области взаимодействия 0.1 мкм и приложенным напряжением Ngroup В? Материал – арсенид галлия.

Ответ: v=10⁵ м/с.

0 Балл.

Задание №7

Определите амплитуду «самосогласованного» напряжения на сеточном зазоре резонатора с бесконечной собственной добротностью, если амплитуда первой гармоники конвекционного тока на входе в резонатор равна Nstudent*0.75 мА, угол пролета 90^О, ускоряющее напряжение Ngroup кВ, ток луча 1А.

Дано:

I = 3 мА

U₀ = 7 кВ

θ=90°,

I₀=1A.

Решение:

Амплитуда напряжения на сеточном зазоре резонатора:

,

где = = 0,9 – коэффициент взаимодействия для плоского зазора с однородным полем,

– проводимость.

Ответ: