ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Электротехника
  • Элементы электрических цепей
  • Схемы замещения источников
    электрической энергии
  • Анализ цепи переменного тока
     и входящих в нее элементов
  • Параллельное соединение резистивного
    и индуктивного элементов
  • Машины постоянного и переменного тока
  • Принцип действия асинхронного
    и синхронного двигателей
  • Принцип действия машин постоянного тока
  • Трансформаторы и электромагнитные устройства
  • Трансформатор
  • ПРИВЕДЕННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
  • ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА ТРАНСФОРМАТОРОВ
  • ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
  • СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
  • Машины переменного тока
  •  Электрические машины разделяются
    на генераторы и электродвигатели
  • Коллекторные двигатели переменного тока
  • Разборка и сборка электродвигателя
    постоянного тока
  • Выполнению ремонтных работ
  • Электроника
  • Электрические и электронные аппараты
    и устройства
  • Некоторые лампы СВЧ диапазона
  • Полупроводниковые диоды
  • Тиристоры.
  • Выпрямители и инверторы промышленной частоты
  • Электронные усилители
  • Обратная связь в усилителях
  • Катодный и эмиттерный повторители
  • Усилители мощности
  • Повторитель напряжения
  • Шумы в усилителях
  • Генераторы электрических колебаний
  • RC-генераторы
  • Ждущий мультивибратор
  • Мультивибратор на ОУ
  • Цифровые электронные устройства
  • Реализация сложных логических функций
    на интегральных микросхемах
  • Последовательные цифровые устройства
  • Счётчик
  • Регистр
  • Комбинационное цифровое устройство
  •  Сумматоры
  • Импульсные генераторы
    на цифровых микросхемах
  • Охлаждение полупроводниковых приборов
  • Способы охлаждения полупроводниковых
    приборов
  • Воздушное, естественное
    и принудительное охлаждение
  • Системы охлаждения силовых модулей
  • Основные методы охлаждения
  • Расчет параметров охладителей
  • Выбор охладителя
  • Дискретные приборы
  •  

    Некоторые лампы СВЧ диапазона.

    С увеличением частоты время пролета электронов между электродами сравнимо с периодом колебания напряжения на сетке и в обычной электронной лампе управление нарушается. В этом случае применяют специальные лампы, где используется принцип пространственной группировки электронов.

    Отражательный клистрон.

    Катод эмитирует электроны (рис.1.5), которые формируются в электронный луч и направляются к модулятору. Далее, электроны проходят его и достигают отражателя, находящегося под потенциалом катода, отражаются от него и возвращаются в модулятор, представляющий собой СВЧ колебательный контур (резонатор). В переменном электрическом поле резонатора электроны в отдельные моменты ускоряются, в другие – тормозятся. В результате за модулятором происходит группировка электронов: быстрые электроны догоняют медленных, а следующие за ними электроны (медленные) отстают.

    Отражательный клистрон

    Рис. 1.5. Отражательный клистрон.

    1 – катод; 2 – ускоряющий электрод; 3 – резонатор; 4 – отражатель.

    Группировка происходит за модулятором и рассчитывается таким образом, чтобы при входе в модулятор после отражения электроны были сгруппированы, и, проходя вторично через модулятор, усилили электрическое поле в нем. Для этого время пролета до отражателя и обратно должно составлять t = (N+3/4)T, где N – целое число, T – период колебаний. При нарушении этого соотношения электроны либо не успеют сгруппироваться, либо снова разгруппируются. Усиленные электрические колебания можно отбирать от резонатора. Это усиление возникает только в узком диапазоне частот, т.к. резонатор имеет высокую добротность (его геометрические размеры соответствуют целому числу волн). В клистроне возникает только небольшое усиление (порядка десяти) из-за малого времени взаимодействия пучка электронов с полем резонатора при скоростях электронов много меньших скорости света.

    Лампа бегущей волны.

    В лампе бегущей волны с целью уравнивания скорости электрона и волны прибегают не к ускорению электрона до скорости света, а к замедлению волны до скорости электронов. С этой целью волну заставляют следовать вдоль направляющего проводника, свернутого в спираль (рис. 1.6). Степень замедления определяется отношением длины витка к шагу спирали. Продольные магнитное поле способствует фокусировки электронного пучка. После входного волновода электроны, как и в клистроне, группируются. Их скорость должна быть несколько больше скорости распространения волны, чтобы при взаимодействии с волной они усиливали поле.

    Лампа бегущей волны

    Рис. 1.6. Лампа бегущей волны.

    1 – стеклянный баллон; 2 – катод; 3 – управляющий электрод; 4 – первый анод; 5 – второй анод; 6 – коллектор; 7 – фокусирующая катушка; 8 – металлический каркас катушки; 9 – спираль; 10 – цилиндры связи; 11 – входная коаксиальная линия; 12 – выходная коаксиальная линия; 13 – устройство согласования лампы с входом и выходом; 14 – поглотитель.

    Магнетрон.

    Магнетрон представляет собой генератор электромагнитных колебаний, в котором анод и катод являются коаксиальными цилиндрами, магнитное поле - аксиальное, а замедляющая система является резонансной. Для магнетронов характерна замкнутая в кольцо колебательная система и замкнутый электронный поток, образуемый с помощью цилиндрического катода, расположенного по оси прибора (рис.1.7).

    Принцип действия магнетрона основан на преобразовании колебаний электронного потока в электромагнитную волну с определенной частотой (близкой к частоте резонатора). Сами колебания поддерживаются за счет источника постоянного напряжения анод - катод.

    Анодный блок магнетро­на (рис. 1.7) представляет собой невы­сокий медный цилиндр с рядом отверстий, параллельных оси цилиндра. Вместе со щелями, соединяющими эти отверстия с центральным отверстием, они образуют объемные ре­зонаторы. Таким образом, анодный блок представляет собой систему связанных контуров. Часть анодного блока, заклю­ченная между двумя соседними щелями, называется сегментом. В центральном отверстии расположен катод в виде цилин­дра, боковая поверхность которого покры­та оксидным слоем. Пространство между катодом и анодным блоком называется пространством взаимодействия. Здесь по­ток электронов, движущийся от катода к аноду, взаимодействует с переменными электрическими полями, сконцентрирован­ными вблизи щелей колебательных систем, и группируется. Электрическое и магнитное поле рассчитывается так, чтобы вблизи анода электроны двигались по окружности (условие касания анода). В одном из резонаторов имеется петля связи, с помощью которой энергия высо­кочастотных колебаний отводится из маг­нетрона. Как правило, анодный блок маг­нетрона заземляется, а катоду сообщает­ся достаточно высокий отрицательный по­тенциал. Магнетрон помещается в постоянное магнитное поле, образуемое постоянным магнитом, полюса которого находятся вблизи торцовых поверхностей анодного блока.

    Магнетрон

    Рис. 1.7. Магнетрон.

    1 – анодный блок; 2 – катод; 3 – резонатор; 4 – сегмент; 5 – петля связи.

    Магнетроны служат генераторами незатухающих колебаний в диапазоне от миллиметровых до метровых волн.

    Газоразрядные приборы.

    Ток через вакуумный прибор можно существенно увеличить, а падение напряжения на нем уменьшить, если отрицательный объемный заряд в межэлектродном промежутке скомпенсировать положительным объемный зарядом ионов, образующихся при ионизации электронами атомов введенного в прибор газа. В результате в промежутке обеспечивается квазинейтральность , так как при отступлении от нее некомпенсированный объемный заряд ионов создает внутреннее электрическое поле, которое замедляет электроны.

     Падение напряжения на приборе должно превышать потенциал ионизации наполняющего газа V. Газоразрядные приборы смогут работать и без подогреваемого катода. Это приборы тлеющего разряда и дугового разряда с катодным пятном.

      Недостатком газоразрядных приборов является медленная рекомбинация ионов и электронов (деионизация) после снятия напряжения, что требует определенное время для восстановления электрической прочности. Кроме того, при прохождении тока газоразрядные приборы теряют управляемость из-за экранировки управляющего электрода (сетки) противоположным зарядом плазмы.

     Типичные газоразрядные приборы, которые продолжают конкурировать с полупроводниковыми приборами, это высоковольтные импульсные водородные тиратроны, газовые и ртутные разрядники.

    Тиратрон

    Рис. 1.8. Тиратрон.

    1 – катод; 2 – подогреватель; 3 – сетка; 4 – анод; 5 – экран.

      Водородный тиратрон (рис. 1.8) обычно метало - керамического исполнения имеет подогреваемый катод и управляющую сетку. При подаче на сетку положительного потенциала возникает газовый разряд сначала на сетку, затем электроны проходят через отверстия сетки и газовый разряд распространяется на анод. После того, как образовалась газоразрядная плазма, сетка экранируется слоем заряженных частиц обратного знака, и ее поле не проникает в плазму, так что сетка уже не влияет на разряд и не может прекратить ток. Прекратить ток можно только, уменьшая потенциал анода ниже потенциала погашения разряда. Плазма распадается за время, порядка десятка микросекунд, и тиратрон снова готов к управлению.

     Типичные водородные тиратроны ТГИ 1000/25 (ток в импульсе 1000 А, напряжение 25 kV), ТГИ1 5000/50 (5 kА, 50 kV). Длительность импульса тока через водородные тиратроны – до десятка микросекунд, частота – до десятков kHz.

     Неуправляемые газовые разрядники имеют только холодный (ненагреваемый) катод и анод. При достижении напряжения пробойного значения происходит пробой газа и разряд с большим током, ограничиваемым только внешней цепью. Служат такие разрядники в качестве защитных, предохраняя устройства от перенапряжения, или в качестве коммутаторов, работающих на самопробое. Управляемые газовые разрядники имеют управляющее устройство, при подаче на которое управляющего сигнала происходит инициирование главного разряда между анодом и катодом.

      Важную нишу в мощных коммутирующих приборах занимают ртутные разрядники и ртутные экзитроны. Ртутные приборы полностью откачиваются и имеют изолированный анод, жидкий ртутный катод, в который опущено инициирующее устройство в виде полупроводникового конуса. При подаче управляющего импульса на контакте с ртутью возникает дуговой разряд и распространяющаяся ртутная плазма замыкает главный промежуток. После разряда ртуть стекает по стенкам снова на катод, так что катод практически не изнашивается. Типичные ртутные разрядники: ИРТ – 3 (20 kV, 300 kА), ИРТ 5 (50 kV, 100 kА). Применяются такие разрядники в промышленных установках электрогидравлической и магнито - импульсной обработки материалов и в специальных импульсных устройствах.

      При помещении между электродами сеток (экзитрон) происходит более легкое управление и быстрое восстановление электрической прочности, выдерживание без пробоя обратного напряжения. Применяются в мощных частотных импульсных накопителях в радиолокации и космической связи.

    купить сапоги ботфорты, g and.
    Реализация сложных логических функций на интегральных микросхемах