В книга, на основе современных физических представлений, по возможности в доступной форме излагается обширный круг вопросов по физическим принципам и математической теории электроники.
На базе общих вопросов теории рассматривается работа триодов для низких, средних и сверхвысоких частот, многосеточных приемно-усилительных и генераторных ламп, электронно-волновых ламп и ламп с бегущей волной, магнетронов, электронно-оптических преобразователей и трубок с накоплением заряда.
Книга носит энциклопедический характер и отличается методичностью изложения. Для лучшего понимания вопросов теории приведены расчеты. В конце каждой главы приводится литература.
Книга может быть полезна для специалистов, занимающихся конструированием и разработкой радиоаппаратуры сверхвысоких частот, а также для студентов вузов соответствующих специальностей.
ОГЛАВЛ.ЕНИЕ
Часть!
*
Физические основы электроники
Глава 1. Термоэлектронная эмиссия. ............ 5
1.1. Термоэлектронная эмиссия чистых металлов...... 5
Ь 1.1.1. Современная теория металлов и диэлектриков .... 5
1.1.2. Вывод уравнения эмиссии чистых металлов..... 10
1.1.3. Распределение эмиттируемых электронов по энергиям 16
1.1.4. Измерение термоэлектронной эмиссии из металлов . . 18
1.1.5. Эмиссия в сильных полях.............. 19
1.1.6. Экспериментальное определение эмиссионных констант 21
1.1.7. Контактная разность потенциалов............ 24
1.1.8. Практическое применение эмиттеров из чистых металлов....................... 26
1.2. Термоэлектронная эмиссия из тонких пленок...... 28
х 1.2.1. Торированный вольфрам ............... 31
1.2.2. Применение торированного вольфрама ........ 31
.1.3. Оксидные эмиттеры . . ._............... 32
1.3.1. Изготовление оксидных эмиттеров.......... 32
1.3.2. Измерение эмиссии и эмиссионных констант м. .... 34
1.3.3. Экспериментальные исследоаания механизма эмиссии оксидного катода.................•. 37
1.3.4. Полупроводники.................. 41
1.3.5. Оксидные катоды как полупроводники....... . 51
1.3.6. Импульсная эмиссия оксидных катодов....... 53
1.3.7. Ториевые оксидные катоды............ . 56
JJJ.8. Теория эмиссии де Бура.............. 58
Литература........................ 60
Главас 2. Вторичная, авто- и фотоэлектронная эмиссия ... 62
2.1. Вторичная эмиссия. Основные явления........ 62
2.1.1. Металлы....................... 62
2.1.2. Вторичная эмиссия с диэлектриков......... 69
2.1.3. Вторичная электронная эмиссия со сложных поверхностей ..........'„.............. 71
2.1.4. Эффект Молтера.................. 73
2.2. Теория вторичной электронной эмиссии......... 73_
2.2.1. Теория Фрелиха-Вудриджа.............. 74
2.2.2. Теория Кадышевича......•.......• . . . 76
523
;. ч2.3. Вторичные эмиттеры, используемые в практических
условиях ... ^ ...........:... ...... 79
2.4. Автоэлектронная эмиссия ............ ' . . . . 81
2.5. Фотоэлектронная эмиссия ................ 84
2.5.1. Спектральные характеристики фогоэмиссии ..... 86
2.5.2. Распределение фотоэлектронов по энергиям ..... 89
2.6. Фотокатоды ... ................... 91
2.7. Другие типы эмиссии ............ ..... 94
Литература ........................ 95
Глава Q& Люминесценция и фосфоресценция ........ 96
3.1. Свойства люминофоров (фосфоров) ........... 96
3.2. Теория люминесценции ................. 99
•3.3. Некоторые типичные фосфоры ............. 104
Литература ........................ 105
Ч а с т ь II
Математическая теория электроники
Глава 4 j Электростатические поля .............. 106
4.1. Некоторые теоремы о потенциале ........... 107
4.2. Аналитические решения уравнения Лапласа ...... 107
4.3. Приближенные метъды решения задач на определение потенциала .......... . ............ 1 1 1
4.4. Конформные преобразования .............. ИЗ
4.5. Резиновая мембрана .................. 115
4.6. Электролитическая ванна . . .............. Н7
Литература ...... .................. 121
Электростатическая и магнитная электронная
оптика (без учета пространственного заряда) ..... 1«
5.1. Основные законы движения электронов в электромагнитном поле ........................ \~~j
5.2. Введение в электростатическую электронную оптику . . 1^
5.3. Аксиально-симметричные электростатические линзы . . . Ьэ1
5.4. Типы электростатических линз ............. '*
5.5. Введение в магнитную электронную оптику ...... J^°
5.6. Типы магнитных линз ................. |Т?
5.7. Построение электронных траекторий , ......... l**
5.8. Аберрации . ....... ,1 ............. • }°"
5.8.1. Сферическая аберрация ............... }!?;:
5.8.2. Кома ........................ \f,
5.8.3. Астигматизм .................... igj
5.8.4. Кривизна поля .ч .................. .-.
5.8.5. Искажения .................... ; 10
5.9. Ограничения по плотности тока луча в электронной оптике ......................... 3
5.9.1. Точечный фокус .................. ' ^
5.9.2. Линейный фокус ........ '...., ..... •
\ - 1 ^fi Литература .....,/,, ........ ' '
ие аиодИбго тока пространственным аа- ,
4ч рядом. Диод.........., , f . , v.....„ . Д57
:-'• 6.1. Влияние пространственного заряда на прохождение то-
;• ' ка между, плоскими, электродами..........., 158
, ' 6.2. Цилиндрические электроды............... Л60-
6.3. Максимальный ток в трубе прямоугольного сечения . ..161 * 6.4. Учет влияния пространственного заряда в эдектронно-
оптических устройствах............... . 170
6.5. Пушки Пирса. Основные траектории электронов в полях пространственного заряда............, , '.• 175
6.6. Влияние начальных скоростей электронов на процессы, происходящие в системах с плоскими электродами . . . 183
6.6.1. Область О^гг^гд,................. 185
6.6.2. Область zm^.z<*a.......'•'•'•'...... 185
6.7. Влияние начальных скоростей электронов на процессы, происходящие в системах с цилиндрическими электродами.......................... 189
6.8. Диод........................ . 190
•' 6.9. Электронный поток в тетроде.............. 196
6.10. Пространственный заряд и время пролета....... 202
Литература........................ 205
Глава7. Влияние времени пролета............ .206
: 7.1/Теорема Рамо.....................207
7.2. Ток при сверхвысоких частотах........., . . 211
7.3. Соотношения для мощности в междуэлектродном зазоре 215
7.4. Другие методы учета влияния времени пролета, .... 221
7.5. Уравнения Левеллина для электронно-вакуумных прибо-
' ров......................... . 225
7.6. О применимости уравнений Левеллина......... 231
7.7. Метод подобия.........'. . . ......... 232
Литература........................ 234
Глава'8., Флуктуационные шумы в лампах......... 235
8.1. Тепловые шумы в сопротивлениях........... 241
8.2. О тепловых шумах в электронной цепи.......1 243
8.3. Шумы дробового эффекта в диодах, работающих в режиме насыщения.................... 245
8.4» Уменьшение дробовых шумов пространственным зарядом 251
8.5. Шумы токораспределения...............260
8.6. Фликер-шумы.................... . 264
Литература....................... . 266
i Глава: 9. Триоды для низких и средних частот ....... 268
: 9.1. Проблемы электростатики в диоде с плоскими электродами.......................... 272
9.2. Электрическое поле в цилиндрическом триоде . . . ; . 276
ч 9.3. Уточненные формулы................; . 277
' 9.4. Электронный ток и крутизна триода . ;........ 281
9.5. Применение выведенных формул к реальным триода.л 287
9.6. Электростатическая теория сверхвысокочастотных триодов.......................... 289
9.7. Междуэлектродная емкость в триодах......... 299
9.8. Шумы в триодах....................300
Литература........................ 303
40—1004 625
Глава 10. Многосеточные~приемно-усилите.1ьные лампы . . 304
10.1. Тетроды....................... 304
~10.2. Пентоды. Характеристики и произведение усиления на
полосу пропускания ................. 310
№.3. Пентоды. Крутизна характеристики и емкость..... 316
10.4. Пентоды. Замечания о роли защитной сетки...... 321
10.5. Шумы в пентодах.................... 321
10.6. Лучевые тетроды................... 324
10.7. Максимальный ток при плоских электродах...... 330
10.8. Лампы для преобразования частоты.......• . . 331
10.9. Триод-гексод и триод-гептод............. 335
10.10. Пентагриды .....................337
•10.11. Пентагрид-смеситель.................338
Литература........................339
Глава 11. Генераторные лампы............... 340
11.1. Характеристики ламп с проволочными катодами .... 342
11.2. Электрический расчет вольфрамовых катодов прямого накала........................ 344
11.3. Положительный ток сегки.............. 350
11.4. Эмиссия сетки и вторичная эмиссия.......... 354
11.5. Определение токораспределения по методу Саблоньера 357
11.6. Естественное охлаждение............... 361
11.7. Принудительное воздушное охлаждение........ 364
11.8. Водяное охлаждение..........., -..... 371
11.9. Механический расчет нитей.............. 373
11.10. Индуктивное!^ вводов и емкостные токи.......375
11.11. Генераторные тетроды и пентоды..........379
Л и т е р а_т у р а ........................
Глава 12. Лампы с модуляцией по скорости........381
12.1. Физические принципы модуляции...........382
12.2. Линейная теория модуляции по скорости.......339 /
- 12.3. Фазовые соотношения и крутизна клистрона......395/
12.4. Электронная нагрузка . . ............... 400/
12.5. Группирование. Более точная теория.......... 403
12.6. Разгруппировка, вызываемая пространственным зарядом 406
12.7. Клистроны-усилители................ 410
12.8. Теория группирования отражательного клистрона . . . 416
12.9. Выходная мощность и к. п. д. отражательного клистрона ...............'.......... 42°
12.10. Электронная настройка отражательного клистрона . . 423
12.11. Отражательный клистрон. Общее обсуждение резуль-
' татов........................ 429
12.12. Отражательные клистроны. Электронный гистерезис 4JJ
12.13. Шумы в клистронных усилителях.......... 434
Литература........................ 436
Глава 13. Триоды сверхвысоких частот........... 438
13.1. Усилители с заземленной сеткой........... 440
13.2. Схемы триодных генераторов............. 444
ЧЗ.З. Электроника триодов на сверхвысоких частотах . • • • 44°
13.4. Использование ламп в схемах............. 457
626
I V i ' 1 • '
Ь tf ,•' • ' ' ' •
;r 'Ш5. Преде*'применимости теории Левеллива . . . . . . . 460
г'*' 13.6. Сравнение характеристик каскадов с заземленной сет-
11'" кой и заземленным катодом..............462
; 13.7. Работа с'высоким к. п. д................ 466
13.8. Шумы в, триодах сверхвысоких частот......... 468
ртература........................ 472
'•Глава 14. Лампы с бегущей волной (ЛБВ) и электронно-
. - волновые лампы (ЭВЛ).................. 473
14.1. Лампа с бегущей волной. Общее описание....... 473
11 -' 14.2. Теория ламп с бегущей волной......... ... 478
14.3. Электронный поток в поле бегущей волны....... 479
' 14.4. Возбуждение замедляющей системы током . . . .... 481
14.5. Решение уравнения для постоянных распространения 483
14.6. Начальная амплитуда и усиление........... 488
14.7. Предельное усиление и возбуждение колебаний .... 490 , 14.8. Коэффициент полезного действия лампы с бегущей вол-
лрй..........................495
14.9. Спиральная линия................... 49б
14.10. Некоторые факторы, неучтенные в простейшей теории 506
.14.11. Шумы в лампе с бегущей волной .......... 508
14.12. Электронноволновые лампы.............. 510
Литература........................ 514
Глава i5. Магнетроны.................... 516
15.1. Введение....................... 516
15.2. Теория магнетронов без учета пространственного заряда 520
15.3. Теория магнетронов с учетом пространственного заряда 526 ' 15.4. Колебания пространственного заряда в магнетронах.
Режимы малых амплитуд............... 534
15.5. Объемные контуры в магнетронах........... 535
15.6..Высокочастотное поле в пространстве взаимодействия 542
15-7. Взаимодействие электронов с полем.......... 545
i 15.8. Максимальный к. п. д. резонаторного магнетрона . . . 551
15.9. Метод подобия в приложении к конструированию магнетронов....................... 554
15.10. Неразрешенные теоретические вопросы........ 555
15.11. Магнетронный усилитель............'. . . 556
Литература ........................
Глава 16. Электронно-оптические преобразователи и трубки с накоплением заряда................ 559
16.1. Накопление заряда за счет" фотоэмиссии........ 560
' 16.2. Иконоскопы и эмигроны................. 562
16.3. Иконоскоп с переносом изображения и суперэмитрон 566
16.4. Ортикон и ортикон с переносом изображения ..... 567
16.5. Эмитрон с устойчивым потенциалом, равным потенциалу катода ............ ........ 572
> 16.6Р Накопление заряда за счет вторичной эмиссии..... 573
, 16.7. Графекон....................... 574
16.8. Накопительная трубка с барьерной сеткой....... 576
16.9. Селектрон....................... 579
Литература ......... ..........
*0* 627
Приложение 1. Новые работы по оксидным катодам .... 586
1.1. Влияние сопротивления промежуточного слоя...... 593
1.2. Катод Лемменса или L-катод .............. 595
Литература............... .......•• 597
Приложение 2. Волны пространственного заряда.....t. 598
2.1. Вывод волнового уравнения............... 598
2.2. Решение для неограниченного луча с очень большие поперечным сечением.................. "О*
2.3. Цилиндрический электронный пучок в полом цилиндре 603
Приложение 3. Шумы в лампах с бегущей волной.....607
3.1. Амплитуды переменных составляющих на входе спирали 610
3.2. Коэффициент шумов, выраженный через начальные условия........................ 612
3.3. Использование скачков скорости для уменьшения шумов 614
3.4. Замечания о точности теории.............. 615
Литература..........................616
Перечень обозначений .................... 61°
Величины физических постоянных............ . 619
Цена: 300руб.
