_WELCOMETO Radioland

Главная Схемы Документация Студентам Программы Поиск Top50  
Поиск по сайту



Навигация
Главная
Схемы
Автоэлектроника
Акустика
Аудио
Измерения
Компьютеры
Питание
Прог. устройства
Радио
Радиошпионаж
Телевидение
Телефония
Цифр. электроника
Другие
Добавить
Документация
Микросхемы
Транзисторы
Прочее
Файлы
Утилиты
Радиолюб. расчеты
Программирование
Другое
Студентам
Рефераты
Курсовые
Дипломы
Информация
Поиск по сайту
Самое популярное
Карта сайта
Обратная связь

Нержавеющий прокат красноярск каталог нержавеющей продукции в красноярске.
Студентам


Студентам > Курсовые > Пушки Пирса с параллельным пучком

Пушки Пирса с параллельным пучком

Страница: 3/8

Отсутствие начальных тепловых скоро­стей электронов на катоде.

Отсутствие релятивистских эффектов, в частности магнитных полей, создаваемых движущими­ся электронами.

Указанные предположения в той или иной степени на практике не реализуются. Однако, как показывает опыт, они весьма близки к действительности и существенно об­легчают рассмотрение основных характеристик пучков и систем их формирования.

2.2. Принцип построения пушек Пирса

Наибольшее распространение получили так называе­мые пушки Пирса, принцип построения которых заклю­чается в следующем.

Если рассмотреть диоды с идеаль­ной геометрией, а именно плоский, сферический или ци­линдрический (рис. 3), и выделить из всего электронно­го потока в них определенную часть требуемой конфигу­рации, как это показано на рисунке, то мы получим в зависимости от формы диода аксиально-симметричный или ленточный параллельный или сходящийся пучок.

Рис. 3. Выделение электронных пучков в диодах простой формы.

При этом влияние отброшенной части электронного потока на оставшуюся должно быть заменено эквива­лентным влиянием некоторого электрического поля, ко­торое, будучи созданным в пространстве, окружающем пучок, должно удовлетворять двум условиям:

1. Распределение потенциала вдоль границы пучка должно остаться прежним, соответствующим распреде­лению поля в выбранном исходном диоде.

2. Напряженность поля, нормальная к границе пучка, должна быть равна нулю, т. е. должны отсутствовать силы, приводящие к расширению пучка.

Определив поле, отвечающее этим требованиям, не­обходимо рассчитать или подобрать конфигурацию элек­тродов, из которых один имеет потенциал катода и по форме совпадает с пулевой эквипотенциалью поля, а дру­гой имеет потенциал анода и совпадает по форме с экви­потенциалью, соответствующей анодному напряжению Ua. Тогда указанная система электродов образует тре­буемый электронный пучок с прямолинейными траекто­риями.

Такого типа пушки и получили название пушек Пирса или однопотенциальных пушек, а принцип, положенный в их основу, иногда называют принципом прямолиней­ной оптики.

3. Пушки Пирса с параллельным пучком

Для безграничного плоского диода (рис.3-а) соот­ношение между плотностью тока, напряжением и рас­стоянием от катода z имеет вид :

(3.1)

В плоскости анода при z = d, U = Ua, и, следовательно, распределение потенциала между электродами подчиня­ется выражению

(3.2)

Таково должно быть, как указывалось, и распределе­ние потенциала вдоль границы пучка.

Поле, удовлетворяющее сформулированным выше условиям, может быть рассчитано или, что часто и де­лается, определено с помощью электролитической ванны.

Для этого берется мелкая горизонтальная (в случае пушки, формирующей ленточный пучок) или наклонная (в случае аксиально-симметричного пучка) электролитическая ванна, в которую помещаются модели электродов и пластинка из диэлектрика, имитирующая границу пуч­ка (рис. 4). Очевидно, что эта пластинка моделирует границу пучка, на которой нормальная к ней составляю­щая напряженности поля равна нулю, так как направле­ние тока в электролите у ее поверхности может быть только параллельным этой поверхности. Таким образом, второе условие выполняется автоматически. Выполнение первого условия, а именно соответствия распределения поля вдоль границы пучка выражению (3.2), можно до­биться подбором формы электродов.

Полученная при этом в ванне совокупность эквипотенциалей и будет представлять собой искомое поле, обеспечивающее формирование параллельного ленточно­го или аксиально-симметричного пучка. Картины полей для обоих случаев приведены на рис. 5. В обоих слу­чаях нулевая эквипотенциаль представляет собой поверх­ность, сечение которой плоскостью симметрии дает вбли­зи катода прямую, подходящую к границе пучка под углом 67,5°, а остальные эквипотенциали имеют более сложную форму и подходят к границе пучка под прямым углом.

Рис. 4. Электролитические ванны для моделирования электронных пучков

,

а—мелкая плоская ванна;

б — мелкая наклонная ванна;

1 — анод;

2 — фоку­сирующий электрод;

3 — диэлектрик.

Если теперь электродам пушки, имеющим потенциалы катода и анода, придать форму соответствующих эквипотенциалей, то созданное ими поле сформирует требуемый электронный пучок. На практике обычно не требуется изготавливать электроды, на всем протя­жении совпадающие с рассчитанной эквипотенциалью. Достаточно выдержать их форму вблизи границы пучка.

Если заданы напряжение Ua, ток пучка I, а также его поперечный размер на выходе из пушки, то тогда расчет пушки сводится к определению расстояния анод— катод d. Площадь катода SК легко определить по задан­ным размерам пучка, что позволяет оценить плотность тока на катоде j.

Далее из (3.1)

и искомое

(3.3)

Следует иметь в виду, что наличие отверстия в аноде пушки приводит, как можно видеть, к образованию ти­пичной рассеивающей линзы-диафрагмы (аксиально-сим­метричной или цилиндрической).

В первом случае ее фокусное расстояние равно:

(3.4)

во втором:

(3.5)

Полагая, что напряженность поля справа от анода Еb равна нулю, и находя Еа дифференцированием выра­жения (3.2), находим:

fa = -3d (3.4а)

fa = -1,5d (3.5а)

Следовательно, рассматриваемые пушки будут давать на выходе, если не принимать дополнительных мер, рас­ходящиеся пучки с углами расхождения γ, определяю­щимися из выражений:

(3.4б)

(для аксиально-симметричного пучка);

(3.5б)

(для ленточного пучка), где rа — радиус анодного отвер­стия, а xа—половина высоты анодной щели.

Поэтому такие пушки применяют обычно в комбина­ции с поперечно-ограничивающей (фокусирующей) си­стемой, действие которой может начинаться непосредст­венно с катода.

Отметим, что в пушках с параллельным потоком плотность тока в пучке равна плотности тока на катоде, а сам катод по всей площади подвергается бомбардиров­ке ионами остаточных газов, что снижает его долговеч­ность.