Устройство с нелинейной вольтамперной характеристикой

Устройство с нелинейной вольтамперной характеристикой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТЮЙСТВО С НЕЛИНЕЙНОЙ ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ, содержащее вакуумный диод, источник его питания и магнитную систе.му, включающую источник постоянного магнитного поля и электромагнит, обмотка которого включена последовательно с диодом, при этом направление магнитного поля в межэлектродном пространстве диода перпен дикулярноЭлектрическому-полю диода, напряженность его равна результирующей напряженностей , создаваемых источником постоянного . магнитного поля и электромагнитом, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможиостей устройства, направление витков обмотки электромагнита и полярность ее включения в цепь источника питания диода выбраны так, что результирующая напряженность магнитного поля в межэлектродном пространстве диода равна разности напряженностей , создаваемых источником постоянно ( го магнитного поля и :}лектромагнитом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 Н 01 21/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 ! ,! ( ч с !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3454199/18-21 (22) 16.06.82 (46) 30.09.83. Бюл, Р 36 (72) Г. Г. Гонтарев (53) 621.385.6(088.8) (56) 1. Магнетроны сантиметрового диапазона.

Под ред. С. А, Зусмановского. Т. 2, М., "Советское радио", 1947, с. 407.

2. СВЧ-энергетика. Под ред. Э. Окресса. Т. 1, M., "Мир",1971, с. 59 — 64 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО С НЕЛИНЕЙНОЙ ВОЛЬТ.

АМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ, содержащее вакуумный диод, источник его питания и магнитную систему, включающую источник постоянного магнитного ноля и электромагнит, об-.

„„SU „„1045306 А мотка которого включена последовательно с диодом, при этом направление магнитного поля в межэлектродном пространстве диода перпендикулярно электрическому полю диода, напряженность его равна результирующей напряженностей, создаваемых источником постоянного . магнитного поля и электромагнитом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных . возможностей устройства, пав правление витков обмотки электромагнита н полярность ее включения в цепь источника пита. ния диода выбраны так, что результирующая напряженность магнитного поля в межэлектродном пространстве диода равна разности напряженностей, создаваемых источником постоянного магнитного поля и электромагнитом, 4 10453

Изобретение относится к электротехнике и радиотехнике, в частности к устройствам, име. гощим нелинейную статическую вольт-амперную характеристику со спадающим участком (атрида. тельное сопротивление), и может быть исполь5

:.îâàíî в разработках различных устройств, в которых находят применение элементы, обладающие отрицательным сопротивлением, например генераторов релаксацианных и гармонических колебаний, пороговых устройств, в том числе, для систем защиты и спусковых схем.

Известно устройство с нелинейной вольт-амлеркой характеристикой, содержащее вакуумный диод, источник ега питания и MarHNTHylo систему, поле которой перпендикулярно электрическому полю диода (ij

Вольт-амперная характеристика диода в магнитном поле имеет нелинейный характер вслед ствие того. чта в скрещенных электрическом и магнитном полях,электроны„эмиттируемые

20 катодом, движутся па криволинейным траекториям. При величине магнитного поля, превышающей критическую, электроны не достигают анода, и ток в аноднай цепи диода отсутствует.

Критическая величина индукции магнитного ,„5 поля зав;-.сггг от геометрических размеров электродов и ггрнггаженнага напряжения и может сыть рассчитана по формуле

Ь 30 г

К

ol где U — напряжение между. катодом и анодом: и,,:".„-- радиусы катода и анода.

35 бритв:еская величина напряжения прн заданной величине магнитного поля определяется па фар иу ле г

К

8 а сг 40

tj сй (2)

kP g5, 15

Бедастатком рассмотренного устройства является ограниченность его функциональных вазможностей, связанная с отсутствием спадающего участка па вольт-ампернай характеристике устройства.

Известна, однако., чта если величина .индукции магнитного поля, действующего в диоде, .изменяется,ропарцианальна анаднаму току, диода, вольт-ампериая характеристика диода представ- 5" ляег собой прямую, паахадягцую через начала координат. Такой режим работы может быть рсалнзован, если обмотка электромагнита или соленс яда, создающего магнитное поле, питается током, протекающим в аноднай цепи диода. 55

Недостаткам такага варианта устройства являе ся также отсутствие начальнога смещения н падагащега участка на вольт-ампернай харак06 2 т-еристике устройства, чта ограничивает ега функциональньге возможности.

Известна также устройство с нелинейной вольт-амперной характеристикой, содержащее вакуумный диод, источник ега питания и магнитную систему, включаюигую источник постоянного магнитного поля и электромагнит, обмотка которого включена последовательна с диодом, при зтам направление магнитггаго паля в ме>кэлектраДном пространстве диода перпендикулярна згектрическаму полю диода, а напряженность его равна результирующей напряженностей,, создаваемых источником постоянного магнитного поля и:-.лектромагнитам.

Баправления магнитных полек двух указанных источников в этом техническом решении выбраны совпадающими, 7. е. индукцня результирующего магнитного поля является арифметической суммой величин иядукгпги полей двух исто пгигков. 8 качестве одного из них может использоватья как постаянныч магнит, так и обмотка, питаемая постоянным токам от отдельного источника питания, а в качестве второго — толька обмотка, питаемая анадным током диода.

Таким образом, использование двух источников магнитного поля — пастояннога и пропарциональнага анадному току — позволяет управлять формой валь.-аьгпернай характеристи-! кн диода <2j.

Недостаткам известнага устройства является невозможность получения QTpHUBòeëüHîãî сопротивления, В таком устрайстье вольт-амперная характеристика. не имеет спадающих у .астков ни прн каких соотношениях геаметрг ческих и электри геских параметров, . та ограничивает функциональные вазможности устройства.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства с нелинейной вольт-алчперггай характеристикой путем обеспечения на вольт-амперной характеристике падающего участка, а также путем управления параметрами вольт-ампернай характеристики.

t указанная цель достигается тем., чта в устройстве с нелинейной вольт-амгернай характеристикой, содержащем вакуу мный диод, источник его питания и магдгитную систему, включающую источник псстаяннсга магнитного поля и злектрамаг:ит, обмотка которого включена последовательно с диодом, при этом направление магнитного поля в межэлектрадном пространстве диода перл:ндикулярна электрическому полю диода, .а, напряженность его равна результирующей напряженностей. создаваемых источником постоянного магнитного паля и электромагнитом, направчение витков абмагки электромагнита и полярность ге в ключсния в цепь источника питания диода выбраны так, что результнру (Ощая напряженное Ib маг ннтногг, 10453

Фиг. 2 поля в межэлектродном пространстве диода равна разности напряженностей, создаваемых источником постоянного магнитного поля и электромагнитом.

1за фиг. 1 приведено предлагаемое устройство в варианте с диодом коаксиальной конструкции; на фиг. 2 — вольт-амперная характеристика устройства.

Устройство содержит катод 1, подогреватель

2 катода, анод 3, корпус 4 анода, источник

5 питания подогревателя катода, источник 6 питания цепи анода, обмотку электромагнита 7, источник 8 питания электромагнита. В этом варианте через обмотку электромагнита 7 пропускается .анодный ток диода и ток от вспомогательного источника 8, полярность подключения которого выбирается так, чтобы ток от источника 8 был направлен против анодного тока диода.

Если магнитное лоле создается соленоидом (электромагнитом) с двумя отдельными обмотками, то одна обмотка включается последовательно в анодную цепь диода, а вторая — в цепь вспомогательного источника, при этом направления намотки на направления токов выбираются таким образом, чтобы магнитные, потоки от двух обмоток были направлены навстречу друг другу.

Возможна комбинированная магнитная система, состоящая из постоянного магнита и электромаг30 нита (обмотки на общем магнитопроводе), включенного последовательно в анодную цепь диода.. При этом также необходимо выбрать направления магнитных потоков встречными.

Рассмотрим вольт-амперную характеристику предлагаемого устройства (фиг. 2). На начальном участке характеристики имеет место рас смотренный физический процесс: при напряжении: ниже критического ток в анодной цепи отсутствует. Величина критического напряжения (фиг. 2, точка а) зависит от геометрии (4

;чектродов и магнитного поля, создаваемого источником постоянного поля (обмотка или постоянный магнит), и рассчитывается яо фор муле (2).

При увеличении анодного тока диода происхо. дит уменьшение результирующей величины индукции магнитного поля, поэтому напряжение между анодом и катодом диода падает (со(гласно формуле 2 лри меньших значениях ийдук-, ции магнитного поля критическое напряжение меньше) .

Другая характерная точка кривой (точка в) соответствует режиму, при котором величины и индукции магнитных полей от источника постоянного поля и обмотки, питаемой анодным током, равны, так как направления полей выбраны встречными. Результируюшая величина индукции равна нулю. Падение напряжения на ,диоде в этом режиме невелико, его величина может быть рассчитана по обычным методикам для диода без магнитного поля.

При дальнейшем увеличении анодного тока величина индукции магнитного поля возрастает, напряжение на аноде также возрастает.

Вольт-амперная характеристика предлагаемого устройства имеет спадающий участок (а в, фиг. 2), т. е. устройство обладает отрицатель-ным сопротивлением, причем имеются способы управления формой этого участка: начальное напряжение (точка а) можно изменять, варьируя геометрию электродов и величину смещак щего магнитного поля. Величину анодного тока, соответствующего минимуму характеристики, можно менять путем измения зависимости ин. дукщ1и магнитного поля, создаваемого обмоткой, питаемой анодным током, от величины анодного тока, т. е. изменением маточных данных этой обмотки (число витков, геометрия обмотки) .

Таким образом, предлагаемое устройство обладает гораздо более широкими функциональными возможностями по сравнению с прототипом.

ВНИИПИ Заказ 7565/54

Тираж 703 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проек1ная, 4