Скоростей электронов

Появление поперечного поля по сечению разряда обусловлено разными скоростями электронов и ионов, уходящих из плазмы разряда к окружающим ее стенкам. Так, рассматривая элементарный кольцевой объем в плазме с внутренним радиусом г и толщиной dr, симметричный по отношению к оси разрядного канала, можно видеть, что ь процессе установления режима число уходящих из объема электронов несколько превышает число уходящих из него ионов вследствие большой скорости электронов. В результате в объеме возникает создаваемый ионами небольшой избыточный положительный заряд. Возникающее при этом поперечное поле тормозит в последующем движение электронов и ускоряет движение ионов. Это приводит к тому,

Для уменьшения размера изображения следует стремиться к увеличению отношения 62/6 ц уменьшать размер объекта уг и соотношение скоростей электронов до и после оптической системы. При использовании оптической системы с одной линзой выполнение этих, условий встречает серьезные затруднения. Объектом в такой системе является эмиттирующая поверхность катода. Уменьшение ее величины неизбежно сопровождается снижением тока луча, и размер изображения (пятна на экране трубки) зависит от потенциала модулятора. Угол 6i выхода электронов с поверхности катода определяется тепловыми скоростями электронов и не может быть значительно уменьшен. Поэтому в электронно-лучевых трубках применяют фокусирующие системы из двух или трех линз, где объектом для второй линзы служит наименьшее сечение электронного луча («скрещение») после прохождения первой линзы.

Реальные характеристики диодов можно разделить на три участка: 1) начальный, на котором анодный ток определяется в основном начальными скоростями электронов; 2) восходящий, близкий

Для уменьшения размера изображения следует стремиться к увеличению отношения 62/6 ц уменьшать размер объекта уг и соотношение скоростей электронов до и после оптической системы. При использовании оптической системы с одной линзой выполнение этих, условий встречает серьезные затруднения. Объектом в такой системе является эмиттирующая поверхность катода. Уменьшение ее величины неизбежно сопровождается снижением тока луча, и размер изображения (пятна на экране трубки) зависит от потенциала модулятора. Угол 6i выхода электронов с поверхности катода определяется тепловыми скоростями электронов и не может быть значительно уменьшен. Поэтому в электронно-лучевых трубках применяют фокусирующие системы из двух или трех линз, где объектом для второй линзы служит наименьшее сечение электронного луча («скрещение») после прохождения первой линзы.

Решение дисперсионного ур-ния (4.23) получено для случая, когда — Го= — ipe. Такое допущение «е учитывает дисперсию замедляющей системы. Более строгий анализ процессов взаимодействия электронов с лолем 'бегущей волны позволяет определить допустимое различие между скоростями электронов и волны, при котором еще возможно усиление лампы. Его можно приближенно оценить выражением [7]

скоростями электронов, испускаемых катодом, т. е. считать что при ?/=0 (на катоде) скорость электронов v = 0.

В некоторых случаях выражение (2.129) может быть упрощено. Так, например, если рассматривать траекторию электрона, выходящую с края круглого катода (го = гк —радиус катода), пролизываемого потоком магнитной индукции WK, то при пренебрежении начальными скоростями электронов (г>к=0) теорема Буша принимает вид

Рассмотрим более общий случай. Предположим, что магнитное поле проникает до катода и (величина индукции Bo=B(0, z) может изменяться вдоль оси 0Z. Обозначим единичные магнитные потоки, пронизывающие прямоугольные площадки шириной, равной единице, и высотой 2у и 2ук через гр и ipK соответственно (ук — высота катода). Тогда, пренебрегая начальными скоростями электронов на катоде, уравнение (2.173) можно записать в виде

Если пренебречь начальными скоростями электронов, то согласно закону сохранения энергии

Если пренебречь начальными скоростями электронов, эмиттиру-емых катодом, то, очевидно, ток будет отбираться только с той части поверхности катода, у которой градиент потенциала Ez(r)^. ^0. В этом случае радиус рабочей поверхности катода может быть найден из решения трансцендентного уравнения

Закон степени трех вторых является приближенным, так как он не учитывает влияния начальных скоростей электронов, магнитного поля, создаваемого током накала, неравномерности температуры по длине катода, электростатической эмиссии и т. д.

Максвелловское распределение скоростей электронов, с .......... 10~1г

При учете разных абсолютных значений начальных скоростей электронов и их направлений число электронов в единице объема, обладающих составляющими скоростей, лежащими в пределах от vx до vx -\- dvx,, от vy до vy + dvy, от vz до vz -f- dvz, согласно статистике Ферм:и — Дирака определяется из равенства [Л. 6]

Проходя через поле катодио-сеточного пространства, электроны, покидающие катод, в начале пути тормозятся, в связи с чем большая их часть возвращается к катоду и только наиболее быстрые из них, пройдя потенциальный минимум, ускоряются затем полем. При этом средние значения скоростей электронов не превосходят средние их значения внутри катода. При таких скоростях возбуждение и ионизация атомов газа в катодно-сеточном пространстве отсутствуют до места подъема положительного потенциала.

Генераторы Ганна из арсенида галлия могут генерировать СВЧ-колебания от 1 до 50 ГГц (каждый прибор рассчитан на свою частоту). Несколько большие частоты получены на генераторах Ганна из фосфида индия в связи с большими значениями максимальных скоростей электронов, но качество приборов из этого материала значительно ниже из-за недостаточной отработки технологии изготовления материала. Преимущество фосфида индия перед арсенидом галлия как исходного материала для приборов на эффекте междолинного перехода электронов — большее значение пороговой напряженности электрического поля (10,5 и 3,2 кВ/см соответственно). Это отличие должно привести к созданию из фосфида индия генераторов Ганна со значительно

Ионы также могут быть источником ионизации, но так как их масса по крайней мере в 2000 раз больше массы электронов, а электрические заряды их равны, то их скорости много меньше скоростей электронов. Поэтому хотя в некоторых случаях ионы могут приобрести кинетическую энергию, достаточную для ионизации нейтральных частиц, в дуговых разрядах их участие в ионизации газа невелико.

Для уменьшения размера изображения следует стремиться к увеличению отношения 62/6 ц уменьшать размер объекта уг и соотношение скоростей электронов до и после оптической системы. При использовании оптической системы с одной линзой выполнение этих, условий встречает серьезные затруднения. Объектом в такой системе является эмиттирующая поверхность катода. Уменьшение ее величины неизбежно сопровождается снижением тока луча, и размер изображения (пятна на экране трубки) зависит от потенциала модулятора. Угол 6i выхода электронов с поверхности катода определяется тепловыми скоростями электронов и не может быть значительно уменьшен. Поэтому в электронно-лучевых трубках применяют фокусирующие системы из двух или трех линз, где объектом для второй линзы служит наименьшее сечение электронного луча («скрещение») после прохождения первой линзы.

В уравнении (2.3) не учитывается влияние минимума потенциала в пространстве анод — катод и начальных скоростей электронов, эмиттируемых катодом. Кроме того, максимальный ток диода ограничивается величиной полной электронной эмиссии катода. Поэтому кривая, графически изображающая реальную зависимость анодного тока от анодного напряжения, называемая вольт-амперной характеристикой диода, несколько отличается от теоретической. На 2.3 изображены теоретическая характеристика диода типа 6Х2П, представляющая, согласно закону степени 3/2, полукубическую параболу (кривая /), и его реальная характеристика (кривая 2).

Для уменьшения размера изображения следует стремиться к увеличению отношения 62/6 ц уменьшать размер объекта уг и соотношение скоростей электронов до и после оптической системы. При использовании оптической системы с одной линзой выполнение этих, условий встречает серьезные затруднения. Объектом в такой системе является эмиттирующая поверхность катода. Уменьшение ее величины неизбежно сопровождается снижением тока луча, и размер изображения (пятна на экране трубки) зависит от потенциала модулятора. Угол 6i выхода электронов с поверхности катода определяется тепловыми скоростями электронов и не может быть значительно уменьшен. Поэтому в электронно-лучевых трубках применяют фокусирующие системы из двух или трех линз, где объектом для второй линзы служит наименьшее сечение электронного луча («скрещение») после прохождения первой линзы.

плотности тока (порядка 10~3 а/см2), большая интенсивность ионизации, в связи с чем уменьшается напряжение на электродах (участок ГД на 4-20). Положительные ионы образуют вблизи катода положительный объемный заряд, что связано с увеличением падения напряжения (катодного падения напряжения) на этом участке разрядного промежутка. Увеличение катодного падения напряжения означает возрастание на этом участке напряженности поля, вызывающей увеличение скоростей электронов и положительных ионов и.увеличение интенсивности ионизации. Положительные ионы, бомбардируя катод, вызывают вторичную эмиссию.

.Наиболее существенный фактор шума ЛБВ — собственные шумы электронного потока. Эмиссия с катода вызывает шумы ,в виде случайных изменений плотности конвекционного тока и скоростей электронов (дробовой эффект). Уровень шумов зависит от конструкции электронной пушки и режима ее работы. Шумы электронного 'потока уменьшают, создавая определенные изменения потенциала между катодом и началом замедляющей системы, для чего применяют электронные 'пушки специальной многоанодной конструкции.