Книга рассчитана на подготовленного читателя, знакомого с высшей математикой и теорией переменных токов.
ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА
В предлагаемой вниманию читателей книге сделана попытка изложить общие основы электронной и ионной техники, необходимые всем инженерам-электрикам. Наряду с изложением физики явлений в электронных и ионных приборах в книге рассмотрены методы инженерных расчетов приборов и основные применения этих приборов в современной технике.
В первых главах рассматриваются движение электронов в электрических и магнитных полях, а также способы получения свободных электронов.
Следующие разделы книги посвящены изложению классической кинетической теории газов и рассмотрению физических процессов, происходящих при протекании электрического тока через газ. Подробно рассмотрены тлеющий и дуговой разряды, имеющие наибольшее применение в различных электровакуумных приборах. На основе приведенного теоретического рассмотрения электрических явлений в вакууме и газах достаточно подробно излагаются принципы работы и возможные технические применения электронных и газоразрядных приборов. _ _ ;i
В последних разделах книги приводятся наиболее употребительные схемы выпрямительных устройств и усилителей с электронными приборами и методы анализа работы этих схем. _ •..'..'!'
К особенности книги следует отнести наличие большого количества расчетных примеров и задач, что позволяет использовать книгу в качестве учебного пособия.
В основу книги положен значительно переработанный и до> полненный перевод учебника Мильмана и Сили «Электроника».
СОДЕРЖАНИЕ
Глава первая. Введение...................... 11
1-1. Принципы электроники................. 11
1-2. Технические применения................. 12
1-3. Источники электронов.................. 13
1-4. Использование электронов................ 16
1-5. Диоды......................... 16
1-6. Диодные выпрямители.................. 18
1-7. Фотоэлементы...................... 18
1-8. Триоды......................... 19
1-9. Газонаполненные диоды................. 20
1-10. Тиратроны и игнитроны................ 21
1-11. Электронно-лучевые приборы.............. 22
Глава вторая. Движение заряженных частиц в электрических
и магнитных полях.................... 22
2-1. Заряженные частицы.................. 22
2-2. Силы, действующие на заряженные частицы в электрическом поле........................ 23
2-3. Постоянное электрическое поле............. 26
2-4. Скорость и потенциал.................. 28
2-5. Двухмерное движение . . . . •............. 31
2-6. Релятивистское изменение массы со скоростью..... 32
2-7. Сила в магнитном поле................. 36
2-8. Плотность тока . ,................... 57
2-9. Движение в магнитном поле............... -8
2-10. Дифференциальные уравнения кругового движения . . . AU
2-11. Магнитная фокусировка................ 45
2-12. Параллельные электрическое и магнитное поля..... 48
2-13. Скрещенные электрическое и магнитное поля...... 51
2-14. Постоянные электрическое и магнитное поля, образующие произвольный угол между собой . . . •...... 56
2-15. Цилиндрические системы .......„........ 57
2-16. Движение в неаналитических полях.......... СО
2-17. Электронная оптика.................. 64
2-18. Электростатические электронные линзы......... 66
2-19. Магнитные электронные линзы............. 74
Задачи........................... 77
Глава третья. Приложения теории движения заряженных частиц во внешних полях.................. 82
3-1. Электронно-лучевые трубки............... 82
3-2. Экспериментальное определение чувствительности .... 87
3-3. Применение непараллельных отклоняющих пластин .... 88
3-4. Магнитное отклонение в электронно-лучевых трубках . . 89
3-5. Типы электронно-лучевых трубок............ 92
3-6. Низковольтные электронно-лучевые трубки........ 92
3-7. Газовая фокусировка.................. 93
3-8. Недостатки газонаполненных электронно-лучевых трубок 94
3-9. Трубки для средних анодных напряжений........ 95
3-10. Дефокусировка и искажения в вакуумных электроннолучевых трубках.................... 98
3-11. Высоковольтные электронно-лучевые трубки...... 101
3-12. Развертка в электронно-лучевых трубках........ 102
3-13. Отклоняющие пластины, как элемент цепи переменного
тока.......................... 104
3-14. Экраны электронно-лучевых трубок........... 105
3-15. Включение электронно-лучевых' трубок......... 107
3-16. Магнитный спектрограф и масс-спектрограф...... 108
3-17. Циклотрон....................... ПО
3-18. Вторично-электронные умножители........... 113
3-19. Магнетрон....................... 116
3-20. Передающие телевизионные трубки........... 124
Задачи........................ 128
Глава четвертая. Электронная микроскопия.......... 134
4-1. Полезное увеличение микроскопа............ 134
4-2. Волновая природа электрона.............. 137
4-3. Принцип устройства и действие электронных микроскопов 138 4-4. Некоторые подробности устройства электронных микроскопов; основные характеристики современных микроскопов 145 4-5. Методы и техника электронно-микроскопических исследований .......................... 153
Глава пятая. Электроны в металлах............... 159
5-1. Введение........................ 159
5-2. Свободные электроны в металле............. 161
5-3. Энергетический метод рассмотрения движения частицы 161
5-4. Потенциальное поле в металле.............. 164
5-5. Связанные и свободные электроны............ 167
5-6. Функции распределения................. 168
5-7. Полностью вырожденная функция........... . 173
5-8. Выражение для Wt................... 175
5-9. Функция распределения по скоростям.......... 176
5-10. Функция распределения по скоростям с учетом направления движения электронов................ 177
5-1Ь Принцип исключения.................. 180
5-12. Соотношение неточностей............... 184
5-13. Спин электрона.................... 185
5-14. Энергия при абсолютном нуле............. 186
5-15. Вычисление средних значений с помощью функций распределения ....................... 186
5-16. Удельная теплота электронов.............. 189
Задачи......................... 190
Глава шестая. Явления на поверхности металлов....... 193
6-1. Работа выхода..................... 193
6-2. Плотность тока при хаотическом движении....... 199
6-3. Термоэлектронная эмиссия................ 202
6-4. Энергия вылетающих из металла электронов....... 206
6-5. Функция распределения для электронов, покинувших металл ........................... 208
6-6. Контактная разность потенциалов ............ 209
6-7. Задерживающие поля.................. 214
6-8. Ускоряющие поля.................... 220
6-9. Эмиссия в сильных полях................ 226
6-10. Вторичная эмиссия................... 227
Задачи......................... 229
Глава седьмая. Свойства термоэлектронных катодов...... 233
7-1. Определение эмиссионных постоянных.......... 234
7-2. Определение температуры................ 236
7-3. Другие виды уравнения термоэлектронной эмиссии . . . 239
7-4. Материалы термоэлектронных катодов.......... 241
7-5. Конструкции катодов ,................. 249
7-6. Катоды с тепловой изоляцией.............. 251
7-7. Катоды с постоянной активацией............ 252
Задачи......................... 253
Глава восьмая. Вакуумный диод................. 255
8-1. Распределение потенциала между электродами...... 255
8-2. Уравнения пространственного заряда.......... 259
8-3. Пространственный заряд в аксиально-симметричном поле 263 8-4. Влияние падения напряжения вдоль катода на анодный
ток при наличии пространственного заряда ....... 266
8-5. Катоды прямого накала, работающие на переменном токе 270 8-6. Факторы, влияющие на ток, ограниченный пространственным зарядом...................... 271
8-7. Характеристики диодов................. 275
8-8- Максимальный режим вакуумного диода......... 278
Задачи......................... 281
Глава девятая. Кинетическая теория газов........... 283
9-1. Максвелловская функция распределения......... 284
9-2. Классическая кинетическая теория............ 287
9-3. Соотношение Больцмана................. 288
9-4. Классическая функция распределения по скоростям . . . 289
9-5. Функция распределения по энергиям.......... 292
9-6. Плотность тока в произвольном направлении...... 295
9-7. Уравнение термоэлектронной эмиссии.......... 295
9-8. Уравнение состояния.................. 296
9-9. Удельная теплоемкость газов.............. 300
9-10. Средняя длина свободного пробега электронов и газовых молекул...................... 301
9-11. Распределение свободных пробегов •.......... 304
9-12. Поперечное сечение соударения............ 307
Задачи......................... 309
Глава десятая. Основные явления в газах........... 311
10-1. Модель атома Бора-Резерфорда............ 311
10-2. Электронная структура элементов........... 314
10-3. Атомные энергетические уровни............ 317
10-4. Квантовая природа света................ 323
10-5. Ионизация....................... 325
10-6. Многократная ионизация................ 326
10-7. Соударение электронов с атомами........... 326
10-8. Соударение фотонов с атомами............. 329
10-9. Соударения положительных ионов с атомами...... 331
10-10. Другие источники ионизации............. 332
10-11. Соударения второго рода............... 333
10-12. Термическое возбуждение и ионизация........ 334
10-13. Метастабильпые состояния............... 334
10-14. Вероятность соударения................ 335
10-15. Вероятность ионизации................ 339
Задачи........................ 339
Глава одиннадцатая. Электрические разряды в газах...... 341
11-1. Электрический характер разрядов........... 341
11-2. Несамостоятельный разряд............... 343
11-3. Зажигание самостоятельного разряда.......... 347
11-4. Зависимость потенциала зажигания от различных факторов .......................... 350
11-5. Коронный и кистевой разряды............. 353
11-6. Тлеющий разряд.................... 354
11-7. Условия у поверхности катода............. 356
11-8. Катодное распыление.................. 361
11-9. Отрицательное свечение................ 361
11-10. Свойства плазмы................... 363
11-11. Анодное падение................... 365
11-12. Дуги......................... 366
11-13. Несамостоятельные дуги................ 368
11-14. Статические вольтамперные характеристики дуг .... 369
11-15. Теория зондов..................... 370
11-16. Измерения с зондами................. 372
11-17. Толщина оболочки................... 375
Задачи ........................ 376
Глава двенадцатая. Промышленные газоразрядные приборы . . 379
12-1. Газотроны....................... 380
12-2. Ртутные выпрямители с жидким катодом........ 382
12-3. Газонаполненные диоды с повышенным давлением . . . 384
12-4. Тиратрон........................ 385
12-5. Тиратроны с экранирующей сеткой........... 391
12-6. Игнитрон ....................... 393
12-7. Многофазные ртутные выпрямители........... 395
12-8. Лампы тлеющего разряда................ 396
12-9. Тиратроны с холодным катодом............ 401
12-10. Допустимые токовые нагрузки............. 404
12-11. Допустимые нагрузки по напряжению......... 405
12-12. Допустимые температуры............... 406
12-13. Время деионизации.................. 407
12-14. Обратное зажигание.................. 408
12-15. Промышленные выпрямительные лампы........ 409
12-16. Газовый разряд в качестве источника света...... 411
Задачи ........................ 414
Глава тринадцатая. Газоразрядные источники света...... 416
13-1. Лампа накаливания как источник света........ 416
13-2. Светоотдача и цветность свечения газоразрядных ламп 419
13-3. Люминесцентные лампы................. 422
13-4. Ртутные лампы высокого давления........... 431
13-5. Ртутные лампы сверхвысокого давления........ 436
13-6. Лампы сверхвысокого давления с инертными газами . . 441
Глава четырнадцатая. Выпрямители............... 443
14-1. Однофазный однополупериодный кенотронный выпрямитель .......................... 444
14-2. Гармоники в однополупериодном выпрямителе..... 451
14-3. Коэффициент пульсаций................ 452
14-4. Однофазный двухполупериодный выпрямитель на кенотронах ......................... 453
14-5. Выпрямители с газотронами.............. 456
14-6. Другие схемы двухполупериодного выпрямления .... 459
14-7. Многофазные выпрямители............... 461
14-8. Гармоники в многофазных выпрямителях........ 467
14-9. Постоянное выходное напряжение и коэффициент полезного действия /и-фазного выпрямителя......... 472
14-10. Коэффициент использования трансформатора..... 476
14-11. Влияние индуктивности рассеяния на работу выпрямителей ......................... 482
14-12. Выпрямители по схеме двойной звезды........ 485
14-13. Основные данные выпрямительных схем........ 492
Задачи ........................ 494
Глава пятнадцатая. Управляемые выпрямители........ 498
15-1. Управление тиратроном................. 499
15-2. Фазовое управление тиратроном............ 505
15-3. Схемы сдвига фаз................... 507
15-4. Управление смещением................. 511
15-5. Управление прерыванием................ 512
15-6. Комбинированный способ управления.......... 513
15-7. Работа тиратрона на постоянном токе......... 515
15-8. Управление игнитронами................ 515
15-9. Управляемые многофазные выпрямители........ 517
15-10. /и-фазные выпрямители с отставанием......... 520
15-11. Влияние индуктивности рассеяния в управляемых выпрямителях ...................... 525
Задачи........................ 526
Глава шестнадцатая. Фильтры для выпрямителей....... 531
16-1. Индуктивные фильтры................. 531
16-2. Емкостные фильтры.................. 535
16-3. Г-образный фильтр................... 543
16-4. Многозвенные Г-образные фильтры...........
16-5. Критическое значение индуктивности для управляемых выпрямителей................... 550
16-6. П-образные фильтры.................. 551
Задачи......................... 552
Глава семнадцатая. Фотоэлектричество и фотоэлементы .... 555
17-1. Фотоэлектронная эмиссия............... 556
17-2. Основы теории внешнего фотоэффекта......... 558
17-3. Внешний фотоэффект сложных катодов......... 562
17-4. Фотоэлементы..................... 570
17-5. Чувствительность фотоэлементов............ 573
17-6. Применение фотоэлементов............... 576
17-7. Фотоэлементы с запирающим слоем .......... 580
17-8. Фотосопротивления .................. 582
Задачи......................... 593
Глава восемнадцатая. Электронно-оптические преобразователи
и приборы.........................594
18-1. Принцип действия электронно-оптического преобразователя .......................... 594
18-2. Развитие электронно-оптических преобразователей . . . 599
18-3. Некоторые свойства электронно-оптических преобразователей ........................ 602
18-4. Применения электронно-оптических преобразователей . . 611
Глава девятнадцатая. Характеристики триода......... 612
19-1. Сетка......................... 613
19-2. Параметры триода................... 615
Задачи......................... 620
Глаьа двадцатая. Триод в качестве элемента схемы......621
20-1. Терминология и обозначения..............622
20-2. Графический анализ схем................623
20-3. Эквивалентная схема триода..............627
20-4. Измерение параметров триода.............632
20-5. Эквивалентная схема с источником тока........635
20-6. Теорема для расчета цепей...............637
20-7. Междуэлектродные емкости в триоде..........639
20-8. Входная проводимость триода.............642
20-9. Искажения в триодах за счет второй гармоники .... 647
20-10. Возникновение гармоник в лампе...........650
20-11. Нагрузочная кривая при реактивной нагрузке.....653
Задачи ........................654
Глава двадцать первая. Многоэлектродные лампы........659
21-1. Экранированная лампа (тетрод).............659
21-2. Характеристики тетрода................661
21-3. Анодно-сеточные характеристики............663
21-4. Параметры.......................664
21-5. Эквивалентная схема тетрода..............665
21-6. Пентоды........................667
21-7. Ламлы с переменной крутизной............671
21-8. Мощные лучевые лампы................671
21-9. Искажения в многоэлектродных лампах.........674
Задачи......................, . . 677
Глава двадцать вторая. Усилители напряжения.........679
22-1. Классификация ламп и усилителей...........679
22-2. Искажения в усилителях................682
V22-3. Децибелы; чувствительность по мощности.......683
22-4. Многокаскадные усилители...............685
22-5. Усилители с реостатно-емкостной связью.......685
22-6. Анализ усилителей с реостатно-емкостной связью . . . 688 22-7. Универсальные кривые усиления для усилителей с реостатной связью.....................694
22-8. Усилители с дроссельной связью............696
22-9. Усилители с трансформаторной связью.........697
22-10. Источники питания усилителей............704
22-11. Помехи на входе усилителей низкой частоты.....709
22-12. Обратная связь в усилителях.............712
22-13. Схемы обратной связи.................719
22-14. Обратная связь и стабильность............722
Задачи........................725
Глава двадцать третья. Усилители мощности низкой частоты . 731
23-1. Усилители мощности класса А на триодах.......731
23-2. Графический способ определения мощности......733
23-3. Выходные цепи.....................735
23-4. Максимальная неискаженная выходная мощность .... 739
23-5. Коэффициент полезного действия анодной цепи.....744
23-6. Мощные пентоды....................749
23-7. Смещение динамической линии нагрузки........753
23-8. Двухтактные схемы усиления..............754
23-9. Эквивалентная схема двухтактного каскада в классе А . 758
23-10. Суммарные статические характеристики........759
23-11. Динамические характеристики двухтактной схемы . . . 766 23-12. Выходная мощность и искажения в двухтактной схеме 768 23-13. Максимум выходной мощности двухтактной схемы . . . 770
23-14. Двухтактные усилители в классе В..........771
Задачи . . .".....................776
Приложения............................781
Алфавитный указатель......................"92
Цена: 1000руб.
