"ФИЗИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА"

по направлению 511500 - радиофизика

Введение. Предмет и содержание курса.

Эмиссионная электроника. Термоэлектронная эмиссия из металлов и полупроводников. Закон Ричардсона-Дешмана. Эффект Шотки. Термокатоды ( металлические, активированные, оксидные ).

Автоэлектронная эмиссия. Расчет автоэлектронного тока. Взрывная эмиссия.

Фотоэлектронная эмиссия. Основные законы. Формула Фаулера. Основные типы фотокатодов.

Вторичная электронная эмиссия. Распределение вторичных электронов по энергиям. Зависимость коэффициента вторичной эмиссии от энергии и угла падения первичных электронов. Вторично-электронные эмиттеры.

Другие виды эмиссии.

Электронная оптика. Движение заряженной частицы в статических полях. Уравнение движения в форме Ньютона - Лагранжа. Электронно - волновая аналогия. Уравнение параксиального луча. Приближенные методы траекторного анализа ( численные, экспериментальные, графические ). Аксиальносимметричные электрические и магнитные поля. Электростатические и магнитные линзы.

Физика электронных ламп. Движение заряженных частиц в вакууме и газах. Влияние объемного заряда на движение заряженных частиц. Электронные лампы. Распределение тока между электродами в многоэлектродных лампах ( режим возврата, режим прямого перехвата ). Ионные приборы. Фотоэлектронные приборы. Конструкции электронных ламп.

Сверхвысокочастотная электроника. Влияние инерции электронов на работу электронных ламп. Углы пролета. Теорема о наведенном токе.

Взаимодействие электронного потока с высокочастотным полем. Группировка электронов. Обмен энергией сгруппированного электронного потока с высокочастотным полем. Кратковременное и длительное взаимодействие.

СВЧ приборы с кратковременным взаимодействием. Пролетный клистрон. Отражательный клистрон.

СВЧ приборы с длительным взаимодействием. Взаимодействия типа "О" и "М". Группировка электронов в поле бегущей волны. Лампа бегущей волны ( "О" типа ). Лампа обратной волны ( "О" типа ). Многорезонаторный магнетрон. Магнетронные усилители. Электронные лазеры и мазеры.

Новые физические механизмы и устройства, используемые в СВЧ - электронике.

Лабораторные работы.

1. Определение эмиссионных констант вольфрамового катода и закона распределения эмиттированных электронов по скоростям.
2. Исследование флуктуаций тока термоэлектронной эмиссии.
3. Определение области спектральной чувствительности ФЭУ.
4. Определение пороговой мощности и постоянной времени ФЭУ.
5. Исследование электронной проводимости отражательного клистрона.
6. Исследование режима генерации и электронной настройки частоты отражательного клистрона.
7. Исследование пролетного клистрона.
8. Определение полосы усиления и динамического диапазона усилителя на ЛБВ.
9. Определение полосы синхронизма взаимодействия электронного потока с полем бегущей волны ( эксперимент ).
10. Определение полосы синхронизма взаимодействия электронного потока с полем бегущей волны ( компьютерный эксперимент ).
11. Исследование режима генерации и электронной перестройки частоты ЛОВ.
12. Исследование режима генерации многорезонаторного клистрона.
13. Исследование бипотенциальной электронной линзы ( компьютерный эксперимент ).

Литература

Основная

1. Гапонов В.И. Электроника. Т.2. М.: Физматгиз,1960.
2. Арцимович Л.А., Лукьянов С.Ю. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. М.: Наука, 1978.
3. Радиофизическая электроника. Под ред. Капцова Н.А. М.: Изд-во Московского ун-та,1960.
4. Морозова И.Г. Физика электронных приборов М.: Атомиздат. 1980.
5. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Т.2. М.: Высшая школа, 1972.
6. Трубецков Д.И., Рожнев А.Г., Соколов Д.В. Лекции по сверхвысокочастотной вакуумной микроэлектронике. Саратов: Изд-во ГосУНЦ "Колледж", 1996.

Дополнительная

1. Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. М.: Наука,1966.
2. Зинченко Н.С. Курс лекций по электронной оптике. Харьков: Изд-во Харьковского ун-та,1958.
3. Гайдук В.И., Палатов К.И., Петров Д.И. Физические основы электроники сверхвысоких частот. М.: Советское радио,1971.
4. Вайнштейн Л.Н., Солнцев В.А. Лекции по сверхвысокочастотной электронике. М.: Советское радио,1973.
5. Практикум по радиофизической электронике. Под ред. Воробейчикова Э.С. Томск: Изд-во Томского ун-та,1983.

Программу составил Кулаев С.П., доцент (Томский госуниверситет)