Радиоэлектроника

Электролучевая трубка с магнитной отклоняющей системой

                                    План



ЭЛТ с магнитной отклоняющей системой.   3


Статические и физические параметры транзистора.    6

  Физические параметры транзистора.     6
    1.     Токи в транзисторе.    6
    2.     Обратные токи переходов.    6
    3.     Коэффициенты передачи тока. 7
  Статические параметры транзистора.    8


                    ЭЛТ с магнитной отклоняющей системой.


       Электронно-лучевыми    приборами    называют    такие     электронные
электровакуумные  приборы,  в   которых   используется   поток   электронов,
сконцентрированный в форме луча или пучка лучей. Электронно-лучевой  прибор,
имеющий форму трубки, обычно называют электронно-лучевой трубкой.
       Управление пространственным положением луча осуществляется с  помощью
электрических   (электростатическая   отклоняющая   система)   и   магнитных
(магнитная отклоняющая система) полей, а  управление  плотностью  тока  –  с
помощью электрических полей.  Электронно-лучевые  приборы  используются  для
получения  видимого  изображения  электрических  сигналов,   а   также   для
запоминания (хранения) сигналов.
       Отклоняющая  система  служит  для  управления   положением   луча   в
пространстве. В трубках с магнитным управлением отклоняющая система  состоит
из двух пар отклоняющих катушек.

       Магнитная отклоняющая  система  обычно  содержит  две  пары  катушек,
надеваемых на горловину  трубки  и  образующих  магнитные  поля  во  взаимно
перпендикулярных направлениях.  Рассмотрим  отклонение  электрона  магнитным
полем одной пары катушек, считая, что поле ограничено диаметром катушки и  в
этом  пространстве  однородно.  На  рис.1  силовые  линии  магнитного   поля
изображены уходящими от зрителя перпендикулярно плоскости чертежа.  Электрон
с начальной скоростью V0  движется  в  магнитном  поле,  вектор  индукции  B
которого нормален к вектору скорости V0, по окружности с радиусом

       По  выходе  из  магнитного  поля  электрон  продолжает  движение   по
касательной к его криволинейной  траектории  в  точке  выхода  из  поля.  Он
отклонится от оси трубки на некоторую величину z = L tg(. При малых углах  (
( tg (; z ( L(.
       Величина центрального угла ( = s/r ( l1/r, где s – кривая, по которой
движется электрон в поле В. Подставляя сюда значение r, получаем:

       Таким образом, отклонение электрона равно:


       Выражая скорость V0 электрона через напряжение  на  аноде,  получаем:


       Учитывая, что индукция магнитного поля пропорциональна  числу  ампер-
витков wI,  можно записать:


       Конструкция    отклоняющих    катушек.    Отклоняющие    катушки    с
ферромагнитными сердечниками позволяют увеличить плотность потока  магнитных
силовых  линий  в  необходимом  пространстве.  Катушки   с   ферромагнитными
сердечниками применяются только  при  низкочастотных  отклоняющих  сигналах,
так как с увеличением частоты отклоняющего напряжения  возрастают  потери  в
сердечнике. В телевизионных и  радиолокационных  электронно-лучевых  трубках
обычно применяются отклоняющие катушки  без  сердечника.  Стремясь  получить
более однородное магнитное поле,  края  катушки  отгибают,  а  саму  катушку
изгибают  по  форме  горловины  трубки.   Витки   в   катушке   распределяют
неравномерно: Число витков на краях обычно в  2  –  3  раза  больше,  чем  в
середине. Для  уменьшения  поля  рассеяния  катушки  без  сердечника  обычно
заключаются в стальной экран.
       Достоинства  и  недостатки  электростатической  и  магнитной   систем
отклонения. Отклонение луча магнитным полем в  меньшей  степени  зависит  от
скорости электрона, чем для электростатической системы  отклонения.  Поэтому
магнитная  отклоняющая  система  находит  применение  в  трубках  с  высоким
анодным потенциалом, необходимым  для  получения  большой  яркости  свечения
экрана.
       К  недостаткам   магнитных   отклоняющих   систем   следует   отнести
невозможность их использования при отклоняющих напряжениях с частотой  более
10 – 20 кГц, в то время как обычные трубки с электростатическим  отклонением
имеют верхний частотный предел порядка десятков  мегагерц  и  больше.  Кроме
того,  потребление  магнитными  отклоняющими  катушками  значительного  тока
требует применения мощных источников питания.
       Достоинством  магнитной  отклоняющей  системы  является  ее   внешнее
относительно   электронно-лучевой   трубки   расположение,   что   позволяет
применять вращающиеся вокруг оси трубки отклоняющие системы.

Статические и физические параметры транзистора.


       Транзистором  называют  электропреобразовательный   полупроводниковый
прибор с одним или  несколькими  электрическими  переходами,  пригодный  для
усиления мощности, имеющий три или более выводов.

      Физические параметры транзистора.

       Токи  в  транзисторе  определяются  рядом  физических   процессов   в
электронно-дырочных   переходах   и   в   объеме    базы,    характеризуемых
соответствующими параметрами. Физические параметры играют  важную  роль  при
анализе работы транзистора на переменном токе с  сигналами  малых  амплитуд.
Большинство  этих  параметров  являются   дифференциальными   величинами   и
используются   в   качестве   так   называемых   малосигнальных   параметров
транзистора.
       Рассмотрим основные процессы и физические параметры транзистора.

   Токи в транзисторе.

       В  активном  режиме  работы  транзистора  дырки,   инжектируемые   из
эмиттера, движутся затем в базе и втягиваются полем коллекторного  перехода,
образуя коллекторный ток IK.  В  следствие  рекомбинации  в  базе  и  других
причин IK < IЭ. На основании закона Кирхгофа для токов  в  цепях  электродов
транзистора можно записать:  IЭ = IK + IБ.
       В активном режиме к эмиттерному переходу приложено прямое  напряжение
и через переход течет ток IЭ, который содержит  составляющие  IЭр  и  IЭп  –
токов инжекции дырок из эмиттера в базу и  электронов  из  базы  в  эмиттер,
составляющую IЭr – тока рекомбинации в  эмиттерном  переходе,  а  также  ток
утечки  IЭу:                      IЭ = IЭр + IЭп + IЭr + IЭу.
Токами IЭп, IЭr, IЭу пренебрежем:       IЭ ( IЭр.
       Ток коллектора – это ток через переход, к которому в активном  режиме
приложено обратное напряжение.  Помимо  обратного  тока  через  коллекторный
переход протекает ток экстракции дырок из базы в коллектор  равный  дырочной
составляющей эмиттерного тока за вычетом тока, обусловленного  рекомбинацией
дырок в базе.
       Ток  базы  может  быть  определен  как  разность  токов  эмиттера   и
коллектора.

   Обратные токи переходов.

       Обратным током коллектора (или эмиттера) называют  ток  при  заданном
обратном напряжении на коллекторном (или эмиттерном) переходе  при  условии,
что цепь другого перехода разомкнута: IЭ = 0 (или IК = 0)
       Поскольку обратный ток коллектора, определяемый процессами  генерации
носителей в коллекторе, базе и коллекторном переходе, представляет собой  не
управляемую процессами в эмиттерном переходе часть коллекторного  тока.  Ток
IКБО играет важную толь  в  работе  транзистора  в  активном  режиме,  когда
коллекторный переход находится под обратным напряжением.
       Соответственно  обратный  ток  эмиттера   IЭБО   представляет   собой
составляющую эмиттерного тока,  значения  которого  определяется  процессами
генерации носителей в эмиттере, базе и в области эмиттерного перехода.  Этот
ток  имеет  важное  значение  при  работе  транзистора  в  инверсном  режиме
(эмиттерный переход включен в обратном направлении).
       Помимо токов IКБО и IЭБО, измеряемых в режиме холостого хода  в  цепи
эмиттера  или  коллектора  соответственно,  в  транзисторе  различают  также
обратные токи IКБК и IЭБК.
       Ток IКБК, текущий через коллекторный переход при обратном  напряжении
на этом переходе, измеряется в условиях короткого замыкания цепи  эмиттер  –
база. Аналогично ток IЭБК  – это ток в  эмиттерном  переходе   при  обратном
напряжении на этом переходе  и  при  условии,  что  цепь  коллектор  –  база
замкнута накоротко.

   Коэффициенты передачи тока.

       С учетом понятия обратного  тока  коллектора  ток  IК  для  активного
режима работы следует представить как сумму двух составляющих: тока  IКБО  и
части   эмиттерного   тока,    который   определяется   потоком   носителей,
инжектированных в базу и дошедших до коллекторного перехода.
       Следовательно,
                              IК = ( IЭ + IКБО.
       Величина
       называется коэффициентом эмиттерного тока. Обычно ( < 1. В  инверсном
режиме (коллекторный переход включен в прямом, а  эмиттерный  –  в  обратном
направлении) ток эмиттера равен:

                              IЭ = (1IК + IЭБО.
       Величина
       называется инверсным коэффициентом передачи коллекторного  тока.  Как
правило, (1 < (.
       С помощью коэффициентов ( и (1 можно установить связь между обратными
токами:
                              IКБО = IКБК(1 – ((1);

                              IЭБО = IЭБК(1 – ((1);

       В транзисторе, включенном по схеме  с общим эмиттером, входным  током
служит ток базы IБ, а выходным, как и в схеме с ОБ,  то коллектора  IК.  Для
схемы   ОЭ,   широко   применяемой   в   радиотехнических   устройствах   на
транзисторах, используется  коэффициент передачи базового тока (.  Выражение
для ( можно получить, решая его относительно тока IК:

       Запишем это выражение в виде

                              IК = ( IБ + IКЭО.
       Где


       и


       - обратный ток коллекторного перехода в схеме ОЭ при IБ = 0.
       Выражение для коэффициента передачи базового тока  (  легко  получить
используя эти соотношения:



      Статические параметры транзистора.


       Статические параметры транзистора характеризуют  свойства  прибора  в
статическом режиме, т.е. в том случае, когда к   его  электродам  подключены
лишь источники постоянных напряжений.
       Система статических параметров транзистора выбирается таким  образом,
чтобы  с помощью минимального числа этих параметров можно было  бы  наиболее
полно  отобразить  особенности  статических   характеристик  транзистора   в
различных режимах. Можно  выделить  статические  параметры  режима  отсечки,
активного режима и режима насыщения.  К   статическим  параметрам  относятся
также величины, отображающие характеристики  в близи пробоя.

       Статические параметры в активном режиме.
       Статическим  параметром  для   этого   режима    служит   статический
коэффициент передачи тока в схеме  ОЭ:

                            [pic]

       Коэффициент  h21Э  является   интегральным   коэффициентом   передачи
базового тока (,  однако,  статический  коэффициент  определяет  как   [pic]
пренебрегая  током ІКБО, что вполне допустимо при условии, что ІБ ( 20ІКБО.
       В качестве статического параметра активного режима используется также
статическая крутизна прямой передачи в схеме ОЭ:
                       [pic]

       Статические параметры в режиме отсечки.
       В качестве этих параметров используются обратные токи в транзисторе.
       Статические параметры режима отсечки в значительной  мере  определяют
температурную нестабильность работы транзистора и обязательно   используются
во всех расчетах схем  на транзисторах. К числу  этих  параметров  относятся
следующие токи:
       - обратный ток коллектора ІКБО – это ток через коллекторный  переход
         при заданном обратном напряжении коллектор –  база  и  разомкнутом
         выводе эмиттера;
       - обратный ток эмиттера ІЭБО – это ток через эмиттерный переход  при
         заданном обратном напряжении эмиттер – база и  разомкнутом  выводе
         коллектора;
       - обратный ток коллектора ІКБК – это ток через коллекторный  переход
         при заданном обратном напряжении коллектор – база и при  замкнутых
         накоротко  выводах эмиттера и базы;
       - обратный ток ІЭБК – это ток через эмиттерный переход при  заданном
         обратном напряжении эмиттер  –  база  и  при  замкнутых  накоротко
         выводах коллектора и базы;
       - обратный ток коллектор – эмиттер – ток в цепи коллектор –  эмиттер
         при заданном обратном напряжении UКЭ. Этот ток обозначается:  ІКЭО
         – при  разомкнутом выводе  базы;  ІКЭК  –  при  коротко  замкнутых
         выводах эмиттера и базы; ІКЭR – при заданном сопротивлении в  цепи
         базы – эмиттер; ІКЭX – при заданном обратном напряжении UБЭ.

       Статические параметры в режиме насыщения.
       В качестве параметров в этом режиме используются величины  напряжений
между электродами транзистора, включенного по схеме ОЭ.
       - Напряжение насыщение коллектор – эмиттер UКЭ нас – это  напряжение
         между выводами  коллектора  и  эмиттера  в  режиме  насыщения  при
         заданных токах базы и коллектора;
       - напряжение насыщение база – эмиттер UБЭ нас – это напряжение между
         выводами базы и эмиттера в режиме  насыщения  при  заданных  токах
         базы и коллектора.
       При  измерениях UКЭ нас и UБЭ нас ток коллектора  задается чаще всего
 равным  номинальному  значению,  а  ток  базы  задается  в  соответствии  с
соотношением ІБ = КнасІ’Б,  где  Кнас  коэффициент  насыщения;  І’Б  ток  на
границе насыщения.

       Статические параметры в области пробоя.
       Основными параметрами  в этом режиме служат:
       - пробивное напряжение коллектор – база UКБО проб  –  это  пробивное
         напряжение между выводами коллектора и базы при заданном  обратном
         токе коллектора ІКБО и токе ІЭ = 0.
       - пробивное напряжение коллектор – эмиттер  –  пробивное  напряжение
         между выводами коллектора и эмиттера при заданном токе ІК.
       Напряжение UКЭО проб  определяется соотношением

                       [pic]



-----------------------
[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

(

(

r

Z

X

L

l1

l2

V0

01

Рис.1. Траектория движения электронов в магнитной отклоняющей системе.

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]




смотреть на рефераты похожие на "Электролучевая трубка с магнитной отклоняющей системой"