AZƏRBAYCAN RESPUBLİKASI TƏHSİL NAZİRLİYİ AZƏRBAYCAN TEXNİKİ UNİVERSİTETİ NƏZDİNDƏ BAKI DÖVLƏT RABİTƏ VƏ NƏQLİYYAT KOLLECİ
“Elektron kvant cihazları və İYT-li qurğular”
fənninin mühazirələri
“ELEKTROTEXNİKA, RADİOTEXNİKA VƏ ELEKTRONİKA”
fənn birləşməsinin müəllimi: M. B. Feyzullayeva
BAKI-2020
Giriş
İfrat yüksək tezlikli (İYT) elektrovakuum elektronikası, bərk cisimlər elektronikası və kvant elektronikası müasir elmin, istehsalatın və texniki inkişafın həlledici sahələridir.
Məlumdur ki, elektromaqnit dalğaları şkalasında İYT-li rəqslər özünəməxsus xüsusiyyətlərə malikdir və belə tezliklərdə istifadə olunan qurğuların, cihazların və digər sistemlərin işlədilməsi uzun, orta və qısa dalğa diapazondakı tezliklərdən ciddi surətdə fərqlənir.
Bu dərslikdə ifrat yüksək tezlikli elektron və kvant cihazlarının nəzəri əsasları verilmişdir. Elektron selinin dinamik idarə edilməsi ilə İYT-li cihazların ümumi iş prinsipi, uçuş klistronları, əksetdirici klistronlar, İYT-li cihazların ləngidici sistemləri, “O” tipli qaçan və əks dalğa lampaları, çarpazlaşdırılmış sahəli cihazlarda elektronların yüksək tezlikli sahə ilə qarşılıqlı təsirinin ümumi prinsipləri, çoxrezonatorlu maqnetronlar, “M” tipli qaçan və əks dalğa lampaları, kvant cihazları ətraflı təsvir olunmuşdur.
BÖLMƏ.1. İYT- Lİ ELEKTRON CİHAZLARI.
1.1. İYT-Lİ ELEKTRON CİHAZLARININ XÜSUSİYYƏTLƏRİ.
İYT-li elektron cihazları adi elektron lampalarından bəzi xüsusiyyətlərinə görə fərqlənir.
DM və SM-lik dalğa diapazonunda adi elektron lampalarının (diod, triod, pentod və s.) istifadə olunması paylanmış reaktivlərin təsiri və elektronların ətaləti ilə məhdudlanır (elektrodlararası tutumlar və çıxışların induktivliyi). İYT-li elektron cihazlarının əsas xüsusiyyətləri göstərilən faktorları aradan qaldırmaq üçün istifadə olunur.
İYT-li elektron cihazlarının birinci xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, burada cihaz rəqs konturu ilə vahid birlik təşkil edir. Bu səbəbdən İYT-li elektron cihazlarının parametr və xarakteristikaları rəqs sistemləri ilə birlikdə tədqiq olunur.
İYT-li elektron cihazlarının ikinci xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, katoddan anoda tərəf hərəkət edən elektronların uçuş müddəti elektron selinin formalaşması üçün və enerjinin elektronlardan yüksək tezlikli elektrik sahəsinə ötürülməsi üçün istifadə olunur. Başqa sözlə İYT-li elektron cihazlarının iş prinsipi elektronların hərəkət müddətindən faydalı istifadə edilməsi üzərində qurulmuşdur.
1.2. İYT-li ELEKTRON CİHAZLARININ İŞ PRİNSİPİ.
İYT-li elektron cihazları başqa növ cihazlar kimi, bir növ enerjini başqa növ enerjiyə çevirir.
Adi elektron lampalı generator və gücləndiricilərdə rəqslərin gücləndirilməsi və avtogeneratorun rəqs sistemlərində itkilərinin bərpa olunması, lampaların elektrodlarını qidalandıran sabit gərginlik mənbəyinin enerjisi hesabına baş verir. İYT-li elektron cihazları isəişinə görə də adi elektron lampalarından fərqlənir: burada sabit gərginlik mənbəyinin enerjisi İYT-li enerjiyə çevrilir.
İYT-li elektron cihazlarının başqa bir xüsusiyyəti cihazda elektron selinin idarə olunmasıdır. Adi elektron lampalarında elektron selinin idarə olunması statik olur. Yəni, lampanın torunda gərginliyin dəyişməsi ilə elektron selinin sıxlığı dəyişir. İYT-li cihazlarda elektron selinin idarə edilməsi dinamik olur. Yəni, yüksək tezlikli rəqslər vasitəsi ilə yaranan elektrik sahəsi elektronların sıxlığını deyil, elektron selinin sürətinin dəyişilməsi üçün istifadə olunur.
Sıxlığı zamanın funksiyası olan elektron selinin yaranması İYT-li elektromaqnit sahəsində hərəkət edən elektronların enerjisinin effektli ötürülməsi üçün lazımdır. Bu sahə ilə qarşılıqlı təsir zamanı elektronlar kinetik və ya potensial enerjisini elektromaqnit sahəsinə ötürə bilər.
Kinetik enerjinin yüksək tezlikli sahəyə ötürülmə hadisəsinə baxaq: fərz edək ki, (şək.1.1.a) katoddan uçan elektronlar +U potensialı altında yerləşən sürətləndirici elektrodun sahəsi ilə sürətləndirilir və sonra bərabər sürətlə sel şəklində hərəkət edir. Onların yolunda L induktivliyi ilə rəqs konturunu təşkil edən C kondensatorunun lövhələri yerləşmişdir. LC rəqs konturunda ω tezlikli rəqsləri həyəcanlandıran kondensatorun lövhələri tor şəklində hazırlandığından elektronlar hər iki lövhədən sərbəst keçir, eyni zamanda rəqslər yüksək tezlikli olduğu üçün torlar ekran rolunu oynayır və İYT-li sahə torlar arası boşluqda yerləşir. Bu sahənin elektrik sahəsinin intensivlik vektoru ( ) birinci yarımperiodda elektronların sürət vektorunun ( ) istiqaməti ilə eyni olur, ikinci yarımperiodda isə onun əksinə olur. Birinci yarımperioddasahəsi nə qədər elektron tormozlayırsa, ikinci yarımperiodda isə bir o qədər elektronu sürətləndirir. Yəni rəqslərin tam periodu ərzində elektrik sahəsi eyni miqdarda enerji itirir və əldə edir. Deməli elektronlardan sahəyə enerji ötürülmür.
Enerji balansının müsbət olması üçün, yəni elektrik sahə enerjisinin artırılması üçün fasiləli (kəsilən) elektron seli almaq lazımdır (şək.1.1.b). Bu halda elektron qrupları arasındakı zaman intervlını elə seçmək lazımdır ki, rezonatorun torları arasındakı sahə tormozlaycı olduqda 1-ci qrup elektronlar həmin sahəyə düşə bilsin. Bu şərtin yerinə yetirilməsi üçün müxtəlif qrup elektronlar bir-birindən rəqslərin perioduna (T) bərabər zaman qədər geri qalsın. Rezonatorun torlarından elektronların keçmə müddəti T/2-dən kiçik və elektron qrupları arasındakı intervalda elektron selinin sıxlığı sıfır olarsa, enerji ancaq bir istiqamətdə - elektronlardan sahəyə ötürüləcək.
İYT-li elektron cihazlarında elektron selinin qruplaşması elektronların fasiləsiz selinin sürətə görə modulyasiyası zamanı alınır. Elektronların İYT-li sahə ilə qarşılıqlı əlaqəsi, kinetik enerjinin sahəyə ötürülməsi ilə qurtarmır. Bir çox cihazlarda qarşılıqlı perpendikulyar elektrik və maqnit sahələrində mürəkkəb trayektoriyalarla hərəkət edən elektronlar öz potensial enerjilərini sahəyə ötürürlər.
Elekronları uzununa istiqamətlənmiş elektrik və maqnit sahələrində hərəkət edən elektron cihazları “O” tipli cihazlar adlanır. Çarpaz elektrik və maqnit sahələri vektorlarının elektronların sürət verktoru ilə perpendikulyar olan cihazlara “M” tipli cihazlar deyilir.
| 