微波三極管的工作基于電子流的靜電控制原理(見真空電子器件)。按電極結(jié)構(gòu)可分為平板電極和圓柱電極兩種。大功率微波三極管通常采用同軸結(jié)構(gòu)。
微波三極管工作原理
基于靜電控制原理的微波電子管。微波三極管包括燈塔管、盤封管、鉛筆管、超高頻發(fā)射管、平板三極管和鈦陶瓷三極管等,常用的工作頻率范圍為300~16000兆赫。
普通的靜電控制管不能在微波波段工作,主要受電子渡越時間效應(yīng)和極間電容、引線電感的限制。微波三極管在設(shè)計、工藝和材料上都有重要改進(jìn),以適應(yīng)在微波波段工作的要求。這些改進(jìn)措施主要有以下兩個方面:①采用圓柱狀電極引出和盤封結(jié)構(gòu)以盡量減小電極引線電感和極間電容的影響;采用腔體諧振回路,使管子的電極和引線構(gòu)成諧振腔的一部分。②靜電控制管內(nèi)電子渡越角正比于工作頻率和極間距離,反比于等效工作電壓的平方根。因此,減小極間距離和增大等效工作電壓,可以減小電子渡越時間效應(yīng)。在這種情況下,就要采用細(xì)柵絲的柵極以避免陰極發(fā)射的不均勻性,同時加陰極負(fù)荷和提高電極的功率散耗密度。在微波三極管中采用了精密的控制柵極、近陰柵距離、大電流密度的陰極和增加各電極的散熱能力等措施。
微波三極管類型特點
微波三極管中小功率管最常見的有屬平板電極結(jié)構(gòu)的金屬陶瓷管、鈦陶瓷管和屬圓柱電極結(jié)構(gòu)的鉛筆管,它們一般可以工作到3000兆赫以上的頻率,連續(xù)波功率在瓦級到幾十瓦,脈沖功率從幾百瓦到數(shù)千瓦量級。它們廣泛地應(yīng)用于通信、導(dǎo)航、信標(biāo)、引信、遙測、測高計和微波信號源等無線電儀器設(shè)備中。大功率微波三極管具有增益高、功率容量大的特點,在分米波段連續(xù)波功率可達(dá)數(shù)十千瓦,脈沖功率可達(dá)兆瓦量級,廣泛應(yīng)用于電視、雷達(dá)和加速器等工程。為了展寬頻帶和提高頻率而發(fā)展的同軸管、級聯(lián)放大器和內(nèi)腔式三極管也都屬于微波三極管。
微波三極管的特點是對電源要求低,環(huán)境性能好,結(jié)構(gòu)簡單,頻率和相位穩(wěn)定性好,線性好,交調(diào)失真系數(shù)低,頻譜特性好,脈沖動率大。因此,微波三極管已在各種整機(jī)中得到廣泛的應(yīng)用。由于受工作原理的局限,微波三極管在6000兆赫以上的頻率上效率較低,功率較小,應(yīng)用范圍受到限制。在連續(xù)波低功率電平上的應(yīng)用不及半導(dǎo)體器件。
微波三極管的工作原理?
微波三極管和低頻(或者說所謂的模擬電路)三極管的原理是基本一致的,都是把三極管作為換能元件(把加到三極管的直流偏置能量轉(zhuǎn)換為高頻(或說是正弦)信號能),而控制這個轉(zhuǎn)換的信號在微波三極管電路里邊就是三極管輸入端的微波信號,這樣就實現(xiàn)了微波信號的放大。一般輸入信號會被放大10個dB以上(視三極管的增益而定。)
工作頻率越低時,三極管的增益一般是越大的。
所以,總結(jié)起來說:微波三極管就是其工作頻率很高(高到微波頻段)的三極管。并不神秘。只要學(xué)習(xí)了大學(xué)本科開設(shè)的《模擬電路》這門課就能理解。
使用微波三極管時必須注意的幾個問題
1. 耐壓是否處于正常范圍
2. 負(fù)載電流夠不夠大
3. 速度夠不夠快,或者慢速
4. 基極控制電流夠不夠
5. 有時考慮功率問題
6. 有時考慮漏電流問題,能否完全截止
7. 一般不用考慮增益
實際使用,微波三極管使用經(jīng)驗如下
1. -0.1~-0.3V振蕩電路,0.65~0.7V放大電路,0.8V以上為開關(guān)電路,
2. β值中放、高放為30~40,低放60~80,開關(guān)100~120以上都行。
通過以上的內(nèi)容,大家已經(jīng)了解了微波三極管的工作原理了,在使用微波三極管的時候,還需要多考慮幾個問題,這樣才能保證微波三極管工作的正常。