真空電子器件

內(nèi)容概要

　　《真空電子器件》對各類真空電子器件進行了全面的、基礎(chǔ)性的介紹。部分應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)被其他新技術(shù)所取代的一些真空電子器件，書中也對其目前應(yīng)用情況及替代技術(shù)作了簡單的介紹。 　　《真空電子器件》共分10章。第1章是真空電子器件基礎(chǔ)，簡單介紹了各種電子發(fā)射原理和相應(yīng)的陰極，弱流電子光學(xué)基礎(chǔ)知識；第2章是普通電子管，其中涉及到真空電子器件的一些基本概念；第3章至第5章討論微波電子管，包括微波管基礎(chǔ)知識、傳統(tǒng)微波管和相對論新型微波管，這部分內(nèi)容是《真空電子器件》的重點；第6章討論電子束管，目前仍有部分電子束管發(fā)揮著重要作用，電子束的其他應(yīng)用也十分廣泛，這些內(nèi)容在本章中作了相應(yīng)介紹；第7 章是光電器件，主要介紹光電倍增管和像管的工作原理及應(yīng)用情況；第8章是氣體放電管，主要討論氣體放電的物理過程，因為這不僅是放電管，也是電光源和計數(shù)管、天線開關(guān)管的工作基礎(chǔ)；第9章全面介紹了各種電光源；最后一章補充介紹了其他一些真空電子器件，如天線開關(guān)管、計數(shù)管、X射線管和真空開關(guān)管?！　　墩婵针娮悠骷房梢宰鳛槲锢黼娮訉W(xué)、真空電子技術(shù)及電子科學(xué)與技術(shù)和其他相關(guān)專業(yè)的本科生的專業(yè)課教材，也可以作為在真空電子器件領(lǐng)域相關(guān)工廠、研究所工作的工程技術(shù)人員，以及應(yīng)用這些器件的有關(guān)人員的參考書。

作者簡介

　　王文祥，男，1940年7月生，江蘇無錫市人，1963年畢業(yè)于原成都電訊工程學(xué)院電子器件專業(yè)，留校工作至今?，F(xiàn)為電子科技大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，中國電子學(xué)會會士，享受國務(wù)院特殊津貼專家，四川省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人，中國電子學(xué)會真空電子學(xué)分會副主任委員，大功率微波真空電子學(xué)國防科技重點實驗室學(xué)術(shù)委員會委員?！　￠L期從事微波電子學(xué)、相對論電子學(xué)、微波技術(shù)與測量、高功率微波等領(lǐng)域的研究和教學(xué)工作。先后參與和負(fù)責(zé)行波管、磁控管、前向波放大器、回旋管、微波傳輸系統(tǒng)、模式識別器、頻帶合成技術(shù)、高功率微波系統(tǒng)和測量、新型全金屬慢波結(jié)構(gòu)等20余項重大項目的研究工作，獲國家技術(shù)發(fā)明三等獎P項，部、省級科技進步一等獎2項，二等獎6項，三等獎3項。　　已獲授權(quán)發(fā)明專利14項，實用新型專利21項，合作或獨立編寫了教材3部，其中《微波電子學(xué)導(dǎo)論》獲部級優(yōu)秀教材特等獎和一等獎各1項，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物和會議上已發(fā)表論文近300篇，已培養(yǎng)碩士、博士研究生30余名。

書籍目錄

第1章 真空電子器件基礎(chǔ)1.1 真空電子器件一般介紹1.1.1 真空電子器件的定義與分類1.1.2 真空電子器件的發(fā)展與應(yīng)用1.2 電子發(fā)射與熱陰極1.2.1 電子發(fā)射的物理基礎(chǔ)1.2.2 電子發(fā)射方式及陰極1.2.3 熱陰極1.3 其他陰極1.3.1 光電陰極1.3.2 次級電子發(fā)射極1.3.3 場致發(fā)射陰極1.4 電子光學(xué)基礎(chǔ)電子在電磁場中的運動1.4.1 電子光學(xué)簡介1.4.2 電子在均勻場中的運動1.4.3 電子在軸對稱電場中的運動1.4.4 電子在軸對稱磁場中的運動1.4.5 軸對稱復(fù)合電、磁場中的電子運動和聚焦成像性質(zhì)1.5 電子透鏡與像差1.5.1 電子光學(xué)與幾何光學(xué)的比較1.5.2 電子透鏡1.5.3 像差第2章 普通電子管2.1 普通電子管一般介紹2.1.1 靜態(tài)控制原理2.1.2 電子管的基本結(jié)構(gòu)2.1.3 電子管發(fā)展簡史2.1.4 電子管的分類2.2 二極管2.2.1 二極管的基本工作原理2.2.2 平板二極管的電流流通和極間電場2.2.3 平板二極管的3/2次方定律2.2.4 陰極的工作狀態(tài)與二極管的伏安特性2.3 三極管2.3.1 三極管的基本工作原理2.3.2 等效二極管2.3.3 三極管的伏安特性和參量2.4 四極管、五極管和束射四極管2.4.1 四極管2.4.2 五極管2.4.3 束射四極管2.5 發(fā)射管、調(diào)制管和微波三、四極管2. 5.1 發(fā)射管2.5.2 調(diào)制管2.5.3 微波三、四極管第3章 微波真空電子器件概述3.1 微波管的動態(tài)控制原理與分類3.1.1 微波電子管的動態(tài)控制原理3.1.2 微波電子管的分類3.1.3 微波電子管的發(fā)展方向3.2 微波管的主要參量3.2.1 增益3.2.2 功率3.2.3 帶寬3.2.4 效率3.3 微波管的基本結(jié)構(gòu)3.3.1 微波管的主要組成部分3.3.2 電子槍3.3.3 高頻系統(tǒng)3.3.4 聚焦系統(tǒng)3.3.5 收集極3.3.6 輸能裝置3.4 諧振腔型高頻結(jié)構(gòu)3.4.1 速調(diào)管用重入式諧振腔3.4.2 磁控管用多腔諧振系統(tǒng)3.4.3 回旋管用開放式波導(dǎo)諧振腔3.4.4 準(zhǔn)光學(xué)諧振腔3.5 慢波線型高頻結(jié)構(gòu)3.5.1 慢波線的一般特性3.5.2 周期性結(jié)構(gòu)慢波線3.5.3 螺旋線慢波系統(tǒng)3.5.4 耦合腔慢波系統(tǒng)3.5.5 新型全金屬慢波系統(tǒng)第4章 傳統(tǒng)微波管第5章 新型微波管第6章 電子束管第7章 光電器件第8章 氣體放電管（離子管）第9章 電光源第10章 其他真空電子器件附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1.真空中的絕緣強度與真空電弧　　1)真空的絕緣　　當(dāng)對在真空中的一對電極加上電壓時，在達到一定電壓時也會產(chǎn)生擊穿，這種情況下的擊穿叫做真空擊穿。真空擊穿的性質(zhì)與其他介質(zhì)的電擊穿有很大不同，由于在高真空下氣體分子密度很小，游離的帶電粒子受電場加速與氣體分子發(fā)生碰撞的概率很小，電子的平均自由程遠(yuǎn)大于真空容器的幾何尺寸，在10-2Pa真空中，電子的平均自由程達2.8m，因此，不可能由電子與氣體分子碰撞電離而引起真空擊穿現(xiàn)象。　　真空中的擊穿現(xiàn)象往往可以由場致發(fā)射和爆炸發(fā)射機理來解釋。在場致發(fā)射機理下，理論上，當(dāng)加到電極間隙上的電場達到l07V／crm時就會引起擊穿，即引起顯著的場致發(fā)射。但實際上，考慮到電極表面的微觀凹凸不平、電極材料中的雜質(zhì)及電極形狀等影響，真空的擊穿強度要比理論值低1-2個數(shù)量級?！　×硗猓?0-2Pa以下的低真空狀態(tài)，擊穿電壓與真空度關(guān)系密切，而到了10-2Pa(10-4乇)以上的高真空，擊穿電壓就與真空度關(guān)系不大了。由于真空開關(guān)管內(nèi)正常真空度均優(yōu)于10-2Pa，所以真空度一般不影響耐壓。　　2)真空電弧　　真空電弧與高壓氣體電弧是完全不同的兩種電弧。在真空環(huán)境下，氣體非常稀薄，在1.33xl0-2，Pa的真空度下，相同體積中所含氣體分子數(shù)僅為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的千萬分之一，因此，在這種稀薄的氣體中，即使在電極間的間隙中存在有電子，它們從一個電極飛向另一個電極時，也幾乎沒有機會與氣體分子碰撞而產(chǎn)生擊穿?！　∫虼耍谡婵臻_關(guān)管中的電弧不再是依靠電子與氣體分子或原子碰撞產(chǎn)生的，而是由觸頭蒸發(fā)的金屬蒸氣來維持的，其過程是：當(dāng)觸頭行將分離前，觸頭上原先施加的接觸壓力開始減弱，動觸頭與定觸頭之間的接觸電阻開始增大，流過觸頭的負(fù)荷電流的發(fā)熱量增加。在觸頭剛要分離的瞬間，動觸頭與定觸頭之間僅靠一些表面毛刺（尖峰）接觸，此時負(fù)荷電流將密集收縮到這些尖峰上，接觸電阻急劇增大，電流密度急速增加，導(dǎo)致發(fā)熱溫度迅速提高，致使觸頭表面金屬產(chǎn)生蒸發(fā)。與此同時，在觸頭剛分離時，觸頭間的距離還十分微小，產(chǎn)生了極高的電場強度，引起強烈的場致發(fā)射，發(fā)射電子與金屬蒸氣中的原子碰撞，又引起電離和激發(fā)，最終導(dǎo)致觸頭之間間隙擊穿，形成電弧，這種電弧就稱為真空電弧?！　≌婵针娀∫坏┬纬?，就會出現(xiàn)電流密度在l04A/cm：以上的陰極斑點，使陰極表面局部區(qū)域的金屬不斷熔化和蒸發(fā)，以維持真空電弧。在電弧熄滅后，電極之間與電極周圍的金屬蒸氣迅速擴散，密度迅速下降直到零，觸頭問恢復(fù)高真空絕緣狀態(tài)?！　　?/pre>








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