平面平行真空微电子二极管中电子渡越时间的计算关系式

本文借助于泊松(Poisson)方程,分析了平面平行真空微电子二极管(P-VMD)中空间电荷对管内电位分布的影响,利用电子渡越时间的定义式,推导出了平面P-VMD在考虑空间电荷和忽略电荷空间电荷影响时的电子渡越时间的计算关系式,并验证了此关系式的正确性。最后举例说明了此关系式的应用。     

lgUa-IgIa直线斜率不足1.5的阴极实验研究

按照著名的二分之三次方定律,热电子阴极工作在空间电荷限制区,共1gU_a-1gI_a 直线的斜率应该为1.5。但是,在实际测量中,特别是工作温度比较高的阴极(如钡钨阴极),该斜率往往在1.35到1.45之间。那么,这种阴极是不是工作在空间电荷限制区?能不能正常使用?偏离1.5的原因是什么?针对这些问题,我们作了一些计算和实验,试图找到一个明确的答案。从理论上分析,影响斜率的原因,包括电子初速的接触电位差、电场强度的均匀性和阴极面发射的均匀性等因素。我们分两种情况来考虑这些因素对实际测量曲线的影响。首先分析一下收集极—阴极间距离比较小的情况。这时,考虑到电子初速和接触电位差这两个必然存在的因素,在空间电荷限制区的阳极电流应按下式计算:     

3mm回旋行波放大器单阳极磁控注入式电子枪的设计

该文根据3mm回旋行波放大器对电子枪的要求,完成了单阳极磁控注入式电子枪的设计。首先由绝热理论和角动量守恒关系式,求出了电子枪的初始设计参数,如阴极倾角、电子注发射表面宽度和阴-阳极间距离等;然后借助电子注轨迹分析程序EGUN,利用数值计算的方法得到了最终的电子注参数。结果显示:在电子注加速电压70kV,工作电流4.55A,电子注的横向与纵向速度比为1.0时,电子注的轴向速度零散为2.4%,能够满足回旋行波管放大器对电子注低速度零散的要求。     

正交场电子枪噪声研究

正交场电子枪噪声的机理正在研究之中。按照我们的理论:假定空间电荷限制下的过量噪声是由返馈效应引起的,并随着电场与返回阴极的电子注之间的相互作用而增长。我们把多年前研究无磁场二极管中空间电荷平滑散粒噪声的分析方法加以推广。以一阶方程来描述电位的扰动和以特定速度从阴极发射的和谐地变化的、电流的扰动。从而解决了注入电流各种可能的速度的扰动问题。再将到达阳极的扰动电流综合起来,以确定电流的谱线密度。     

场发射枪电子光学特性的数值模拟

本文利用改进的电荷密度法（ＣＤＭ）和更接于实际阴极工作模型来模拟场发射枪的电子光这性质，文中提出了一种专门的六点求积公式用它可以精确地计算场发射体表面附近的电位；同时采用了阴极工作在部份空间电荷限制下的球面二极管模型，计算结果证明，这种方法对场发射枪电子光学性质的研究有实际的应用价值。     

双门聚焦结构场发射阵列阴极的计算机模拟

采用有限差分算法,对双门聚焦结构的场致发射阵列阴极进行了三维模拟计算,得到了锥尖处的电场强度,电子的运动轨迹及电位分布图.结果表明,聚焦极电位、聚焦极孔半径及聚焦极与栅极间距的变化对锥尖电场影响不大,但对电子轨迹影响很大.当聚焦极电位超过140 V时,电子束的会聚作用消失;低于-30 V时,电子束轨迹出现交叉.减小聚焦极孔径可以加强电子束的会聚作用,但当其减小至0.75 μm时,聚焦极会捕获部分边缘电子.因此在实际确立聚焦极参量时,应主要从聚焦极对电子束轨迹的会聚作用方面考虑,其次再考虑聚焦极对锥尖场强的影响.     

玳玛管放大器中电子注的建起

本文扼要介绍了射频触发的冷阴极正交场放大器的工作情况,并提出了电子注是怎样建立起来的问题,因为这要求在固有的未进行相位群聚的区域内维持电子连续碰撞阴极达20次以上。数字计算给出了部分的回答,指出重复碰撞的电子注的速度不是E/B,从而得出一个新的相位聚焦机理。发现在一个计算的电压范围内(和测量值很一致),即使没有精确的同步,电子注也能建立起来。叙述了两个计算机程序的原理,一个用于空间电荷的作用可以忽略的建起区域,另一个用于空间电荷有重要作用的过渡区和功率产生区域。得出了轰击阴极电子的速度和方向的定量结果,空间电荷密度的变化对其有显著影响。     

S波段磁控管阴极预群聚技术机理研究

阴极预群聚技术对磁控管的振荡建立过程具有显著的影响,但其作用机理仍然需要进行深入研究。本文对采用角向均匀分布的圆柱形多发射体阴极进行数值模拟,分析了互作用空间场分布及空间电子的运动规律,揭示了多发射体阴极与实体圆柱体阴极在磁控管的起振过程中存在显著差异。多发射体阴极的静电场角向分量与偏置磁场引入的洛伦兹力增强了初始阴极发射的电子向阳极漂移的能力。多阴极磁控管电子轮辐的外边缘更贴近阳极表面,群聚的电子在角向上具有周期性连续变化的速度分布,使得电子与高频场的能量交互更加充分。引入阴极预群聚技术的五阴极磁控管具有起振时间快、输出功率大、效率高等优点,从空间电场分布规律可知,阴极预群聚技术可降低布里渊半径,减少空间电荷对磁控管输出性能的影响。     

等离子体圆柱波导慢电磁波的激励

本文在考虑等离子体厚度效应的情况上,详尽地推导了充填圆环状等离子体的圓柱波导中TM模慢电磁波的色散方程;利用相对论空间电荷波理论,导出了相对论电子注在轴向磁场引导下沿等离子体内表面传输时的空间电荷波方程;求得了电子注和慢空间电荷波相互作用的线性增益和频率漂移;讨论了等离子体厚度、密度对色散特性和互作用增益的影响。     

功率行波管噪声系数的研究

本文给出了采用球形收敛枪的功率行波管噪声系数的计算方法。在单速、一维假定下,推导了球形收敛电子注上的空间电荷波传播方程和噪声阻抗的变换过程。计算表明:改变收敛角、阴极曲率半径、阳极电压及漂移区长度等,可以使功率行波管获得较低的噪声系数。通过几个实际管子噪声系数的测量,对本文所得的结果进行了验证。     

磁控管中的空间电荷效应研究

对磁控管中由于外加磁场存在而导致的空间电荷效应进行了研究.通过求解正交场中的粒子运动方程,给出了阴极表面电位分布与外加磁场和阴极发射电流的关系,并指出磁控管中合适的发射电流是其最佳工作的前提.通过全电磁粒子仿真和实验测试证实了该效应对磁控管工作性能的影响,为高效率低噪声磁控管的研究提供了新思路.     

埋栅型电力静电感应晶闸管的I-V特性反向转折机理

研究了静电感应晶闸管的反向转折特性．当工作在正向阻断态的阳极电压增大到某一临界值时,静电感应晶闸管的I-V曲线呈现出反向转折特性,甚至转向导通态．在综合考虑了工作机理、双注入效应、空间电荷效应、沟道中的电子一空穴等离子体和载流子寿命变化的基础上分析了静电感应晶闸管的反向转折特性．首次给出了反向转折机理的理论解释,并给出了估算转折电压和电流的数学表达式,在常用工艺参数范围内,计算结果和实验测量值基本一致．     

直流和交流电压下真空灭弧室的重燃

直流和交流电压进行一次转换时，重燃的平均次数ｍ与真空灭弧室触头之间的电场强度Ｅ的关系已做了研究，第一种情况，Ｅ〉Ｅｍｉｎ时，观察到ｍ随Ｅ的增加而单调增加，第二各情况，ｍ（Ｅ）的函数曲线特点是出现“直线段”。在直线段区域里，Ｅ值明显变化时，ｍ值实际上保持不变，ｍ（Ｅ）的函数曲线形状取决于飞向阴极触头的尺寸大小为０．１ｍｍ和更大微粒的表面电荷密度＝Ｑ／Ｓ的分布。     

基于计算机仿真的ZnO场致发射显示器的研究

在Spindt结构仿真方法的基础上,将四针状纳米ZnO近似处理成尖锥结构,采用C语言程序编程,求解电位、电场分布、电子运动轨迹及发射电流密度。通过计算机模拟仿真,分析了栅极孔径、栅极电压以及阳极电压等对显示器性能的影响。在理论优化设计指导下,采用丝网印刷制作带孔的介质层,用电泳方法在阴极电极上沉积ZnO发射体,制成孔状金属栅三极结构显示屏。测试了显示器的电子发射调制性能,实验表明采用计算机仿真设计的三极结构ZnO场致发射显示器具有良好的场致发射性能。     

含钪扩散阴极电子发射研究

采用水冷阳极平板二极管结构测试了含钪扩散阴极，结果表明，它有比其它扩散阴极更大的发射电流密度。在849℃（亮度温度），利用亚微米粉体制备的含钪阴极的功函数约为1．55eV，电子发射常数为1．126A／cm^2K^2。同时，采用米拉曲线讨论了这类阴极的欠热特性和电子发射性能。     

脉冲磁控管的阴极问题

在脉冲磁控管中,阳极电流可以用两个不同的公式表示。一是属于具体管型的,包含电磁参数和管的几何尺寸,它描述阳极如何从切向迴旋的电子云中提取电子。另一个只与阴极的热发射、回轰系数和次级发射系数有关,它描述阴极向迴旋电子云供应电子的一般方式。二者有紧密的联系,但又是不同的物理过程。我们将这两个公式和互作用空间中的电子云运动结合起来,便能更好地了解磁控管的工作机制。 为了使磁控管能稳定工作,就要使预振电压低于门槛电压,并且使空间电荷振荡的模式与谐振腔上高频振荡的模同步。在起振之后,阳极电流应近似地由次级发射供应,而回轰电流则近似地由热发射供应。此条件能保证得到较好的工作状态。     

北京邮电学院1981年研究生电磁场理论试题

(一)一偏轴心电缆,如图(l)所示,其内金属管加的电压为100伏,外金属管接地,试求图中P点的电位。(15分)Y:口!价铸J石峨板图(1)X二OX:X图(2) 〔二)、一只二极电子管加直流电压如图(2)所示,阴极和阳极间有电子存在,电子的质量,电荷量,速度用饥,。,心表示,电子电流密度J=户刃,P为电荷密度,试推导两极间任何一点的电位V(习的表示式(忽略磁场对电子运动的影响)。(15分) (三)、如图(3)所示,在无穷大介质平面分界面上(上部介质电常数为〔:,下部介质l介电常数为〔:,且C:>〔:),有垂直极化平面波以a、角入射,其电场表示式为: 刃‘,=丑、。。xp歹〔…     

带螺旋支撑杆同轴磁绝缘传输线的粒子模拟研究

介绍了同轴磁绝缘传输线（MITL）的工作特性,对传输线极间电子分布、电子损失与磁绝缘的关系进行了阐述;分析了同轴磁绝缘传输线极间电子对传输线阻抗的影响,采用理论分析与粒子模拟相结合的方法,实现同轴MITL与负载轴对称平板二极管的阻抗匹配。运用MPI并行算法分别对带螺旋支撑杆的MITL进行数值模拟,并对模拟结果进行了分析,得出了所添加的螺旋金属支撑杆对同轴传输器件的影响。电压的最大损失率为2％,阳极电流的最大损失率达到了4．4％,阴极电流的损失率为8．9％,电磁场以及粒子实空间都有相应的变化。     

冷阴极X射线管关键部件的设计与仿真

利用CST粒子工作室软件设计仿真了一种高电子通过率冷阴极微焦点X射线管。重点分析X射线管阴极结构、栅网和聚焦极的结构与电压、阳极电压等关键因素对电子束聚焦束斑的影响,特别是设计了一种独特的阴极凹槽结构,使阴极电子束发射的散角减小了21.84°,并使电子枪通过率从54.3%增加至74.59%。在此基础上设计的碳纳米管X射线管在阳极电压为70 kV时,电子通过率可达到75%,电子束焦点约为56 μm,聚束比为5∶1,可为冷阴极微焦点X射线管的设计和加工提供参考。     

PUT管在小家电中应用

PUT管即可程控单结晶体管的简称,它是一种PNPN结构四层三端负阻器件。其符号及等效电路如图1所示。其典型产品型号为ZN6027,其外型及引脚如图2所示。从其等效原理电路中可以看出,在其阳极A和阴极K之间,及栅极G和阴极K之间接正向偏压时,如果阴极电位U_A低于栅极电位U_G,则A～G间P_1N_1结反偏,PUT管AK之间不能导通。当阳极电位高于栅极电位时,P_1N_2结正偏,PUT管的A～K之间导通并出现负阻现象,因此改变PUT管栅极控制电压可以调节其阳极峰点电压,等效于调节单结晶体管的分压比,故称之为程控单结管。利用其工作特性可以在小家电中构成振荡电路或开关控制电路,以下是其典型应用两例。