Электронные и квантовые приборы

Санкт-Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций им проф. М.А.Бонч-Бруевича

Министерство связи РФ
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им.проф. М.А.Бонч-Бруевича
Программа
Методические указания и контрольное задание по курсу
Электронные и квантовые приборы и микроэлектроника
Часть 3
Заочный факультет
201000, 201100
Санкт-Петербург
1995

Стоимость выполнения контрольной работы по электронным и квантовым приборам составляет 1600 руб

Контрольная работа

Задача 1
Расчет усилителя на двухрезонаторном пролетном клистроне
Основные параметры клистрона - ускоряющее напряжение U0, ток луча I0, расстояние между входным и выходным резонаторами (длина пространства дрейфа) l, ширина зазоров d и проводимость потерь резонаторов Gп ,а также частота входного сигнала f приведены в таблице.
Требуется
1. Нарисовать устройство и описать принцип действия двухрезонаторного пролетного клистрона.
2. Для оптимального режима работы, соответствующего максимальной выходной мощности, определить основные параметры усилителя – оптимальную мощность выходного сигнала Рвх опт, оптимальную проводимость нагрузки выходного резонатора Gн опт, максимальные значения электронной мощности Рэл макс, выходной мощности Рвых макс, электронного КПД и полного КПД, а также величины контурного КПД и коэффициента усиления клистрона Кр.

Задача 2
Расчет усилителя на лампе бегущей волны
Основные параметры ЛБВ - ток луча I0, сопротивление связи замедляющей системы Rсв, электрическая длина замедляющей системы N, фазовая скорость бегущей волны в замедляющей системе Vф, затухание волны в поглотителе А, а также частота f и мощность входного сигнала Рвх приведены в таблице.
Требуется
1. Нарисовать устройство ЛБВ, пояснить назначение ее элементов и привести краткое описание принципов действия ЛБВ, обратив особое внимание на факторы, определяющие широкую полосу пропускания ЛБВ.
2. Определить коэффициент замедления замедляющей системы Кзам и ускоряющее напряжение U0, при котором обеспечивается условие синхронизма электронного потока с электромагнитной волной. Рассчитать распределение амплитуды напряженности поля электромагнитной волны Emz вдоль оси замедляющей системы и построить график зависимости Emz от продольной координаты z. Определить основные параметры усилителя: коэффициент усиления Кр, выходную мощность Рвых и полный КПД усилителя. Оценить максимальное значение электронного КПД.

Задача 3
Расчет генератора на лавинно-пролетном диоде
Основные параметры диода - емкость слоя дрейфа Cd, длина слоя дрейфа ld, скорость электронов в слое дрейфа Vн, лавинная частота fл, а также постоянные напряжение на диоде U0 и ток I0, протекающий через диод, сопротивление нагрузки Rн, сопротивление потерь в резонаторе Rп и частота генерируемого колебания f приведены в таблице.
Требуется
1. Нарисовать структуру и эквивалентную схему ЛПД и описать физические процессы, протекающие в диоде, особо уделив внимание механизму возникновения отрицательного дифференциального сопротивления диода. Нарисовать конструкцию генератора на ЛПД и пояснить назначение ее элементов.
2. Определить основные параметры генератора: электронную мощность Рэл, выходную мощность Рвых, электронный и полный КПД.

Задача 4
Расчет параметров излучения лазера
Основные параметры гелий - неонового лазера - средняя плотность излучения в активном веществе, радиус кривизны сферического зеркала Rз, коэффициент отражения плоского зеркала Г, расстояние между зеркалами L и расстояние от плоского зеркала до плоскости наблюдения z приведены в таблице.
Требуется
1. Нарисовать устройство гелий-неонового лазера и описать принцип его работы.
2. Определить основные параметры лазерного излучения – мощность излучения Ризл, интенсивность излучения на оси луча I0 на расстоянии z от плоского зеркала, распределение интенсивности излучения по сечению луча I(r) в плоскости наблюдения (построить график), радиус кривизны волнового фронта R на расстоянии z от плоского зеркала, угол расходимости излучения в дальней зоне, коэффициент нестабильности частоты генерируемого колебания, обусловленной спонтанными переходами