Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 1 - Slalomfokusering, av Bertil Peterson - Spacistorn, av Bertil Peterson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Slalomfokusering. En ny metod för fokusering av
elektronstrålar i vandringsvågsrör har utvecklats i USA. Efter
den speciella elektronrörelsen benämnes metoden
slalomfokusering.
I alla vandringsvågsrör måste den elektromagnetiska
vågens fashastighet minskas med hjälp av en periodisk
struktur, fördröjningsledningen. Detta är nödvändigt för att
elektroner från en elektronkanon med hjälp av rimliga
spänningar skall kunna accelereras till hastigheter, som
ungefärligen överensstämmer med vågens fashastighet.
Härigenom bli interaktionstiden mellan fält och
elektroner så lång att elektronerna hinner avge en del av sin
kinetiska energi till högfrekvensfältet. För att detta
energiutbyte skall bli effektivt, måste en elektronstråle av största
möjliga täthet gå fram mycket nära
fördröjningsledningen, där fältstyrkan är störst, och detta utan att
träffa densamma. En fokuseringsanordning, som
motverkar de spridande rymdladdningskrafterna, är därför
nödvändig.
Vanligen placeras vandringsvågsröret inne i en lång,
ström-genomfluten solneoid, som ger ett kraftigt axiellt magnetfält
eller också användes ett flertal mindre premanentmagneter,
som med jämna mellanrum och med växlande polaritet
placeras utefter rörets längd, s.k. periodisk fokusering. Denna
sistnämnda metod innebär en avsevärd besparing i volym
och vikt jämfört med den första metoden, men den är
ändå långt ifrån idealisk. Därför har flera system för
elektrostatisk fokusering utvecklats men alla har haft den
nackdelen att fokuseringselektrodernas spänningar varit
mycket höga. Metoden med slalomfokusering synes
emellertid erbjuda en elegant lösning av fokuseringsproblemet
i vandringsvågsrör och backvågsrör av O-typ.
Om ett antal runda trådar med positiv potential placeras
parallellt med varandra, som pinnarna i en stege och mitt
emellan två plan av negativ potential, blir två
ekvipoten-tialytor rent sinusformade. Dessa utgör varandras
spegelbilder och slingrar sig upp och ner i vartannat
trådmellanrum. Beräkningar och experiment visar att en
elektron-stråle, som följer en av dessa ytor, kommer att röra sig
i en stabil bana.
Den största praktiska svårigheten har visat sig vara att
injicera elektronstrålen på sådant sätt att inträdesriktning
och hastighet i banan blir de rätta. Om elektronkanonen
befinner sig inne mellan de båda planen, skall dess yttre
elektrod utformas så att den följer den spegelvända
sinusformade ekvipotentialytan och så att injiceringspunkten
ligger i trådarnas plan på ett avstånd lika med halva
trådavståndet från den första tråden. Av symmetriskäl
skulle man förmoda att injiceringsriktningen borde bilda
45° vinkel med trådarnas plan men experimentellt har
värdet 35° visat sig vara det bästa. Elektronkanonen kan
också placeras under det ena planet, vilket konstruktivt
sett är den enklaste metoden.
Genom ett experimentrör innehållande 27 trådar
passerade 97 % av elektronstrålen och detta vid en mycket
hög täthet. Perveansen, som definieras p = Ic/V03/2> där
lc är kollektorströmmen och V0 potentialen i trådarnas
plan mitt emellan två trådar, var mycket hög. Vid
Ic — 8,7 mA och V0 = 265 voit (motsvarande
trådpotentialen 600 voit) blir p = 2 ■ 10~8. Detta motsvarar värdet hos
en mycket god magnetisk fokuseringsanordning.
En backvågsoscillator, som utförts med en plan spiral
(rektangulärt tvärsnitt), kring vars nedre trådplan
elektronerna utförde sin slalomrörelse, arbetade inom
frekvensområdet 3,3—4,3 kMHz. Ett flertal andra
fördröjningsledningar är tänkbara i samband med denna
fokuseringsme-tod. Vid interaktion mellan elektroner och grundvåg kan
rör av denna typ konstrueras för upp till 9 000 MHz men
om interaktion med delvågor utnyttjas och röret göres
längre, kan ännu högre frekvenser uppnås.
Kopplingsgraden mellan elektroner och högfrekvensfält är jämförbar
med den som erhålles vid konventionella magnetiska
foku-seringsmetoder.
Slalomprincipen kan också väntas bli av stor betydelse
vid konstruktion av kopplingsrör (räknerör etc.). Om en
av de nämnda trådarna göres negativ, kommer nämligen
elektronstrålen vid denna tråd att böjas av mot den ena
plattan. Styrelektroden kommer att dra mycket låg ström.
Ett slalomrör kan även i princip fungera som
minnesanordning. Om nämligen två trådar, vilka som helst, hålls
tillräckligt negativa, kommer en mellan dessa befintlig
täthetsmodulerad stråle att i slalomrörelse åka fram och
tillbaka mellan trådarna ända tills den ena åter göres
positiv, då strålen släpps fri i denna riktning ( J S Cook,
R Kompfner och W H Yocom i Proc. Inst. Radio Engrs.
nov. 1957 s. 1517—1522). Bertil Peterson
Spacistom. Problemet att konstruera en
halvledarkompo-nent av transistortyp, som kan arbeta vid mycket höga
frekvenser, tycks nu närma sig sin lösning. En
halvledar-tetrod, benämnd spacistor, är nämligen under utveckling
vid Raytheon, och dess övre frekvensgräns har beräknats
till 10 000 MHz. Bland övriga fördelar kan nämnas, att
spacistorn både har hög ingångs- och utgångsimpedans,
ca 30 Mß, samt att den bör kunna arbeta vid upp till
500°C temperatur, genom användning av kiselkarbid som
halvledarmaterial. Detta materialval möjliggöres av att
laddningsbärarnas livslängd ej är av primär betydelse. De
hittills tillverkade experimentexemplaren har emellertid
utförts i germanium.
Av visst intresse är spacistorns uppbyggnad och yttre
kretsar, fig. 1. I det omvänt förspända pn-blocket erhålles
ett rymdladdningsområde, sc, över vilket den elektriska
fältstyrkan kan bli mycket hög. Detta fält accelererar
laddningsbärarna så mycket, att de åtföljande korta löptiderna
möjliggör en mycket hög arbetsfrekvens. Injektorn I
består av en fin volframspets, som pressas mot blocket,
medan modulatorn M är ansluten över ett skikt med små
tillsatser av ett p-typ material. Båda är genom lämpligt
val av förspänningar negativa i förhållande till området
sc. Injektorns strömemission styres av modulatorn, då
ingångssignalen överlagras på förspänningen, men dessutom
åstadkommer modulatorn, att potentialen vid injektorn i
området sc blir oberoende av spänningen över BC, dvs.
att injektorns förspänning blir konstant. Härigenom kan
den höga utgångsimpedansen tillåtas. Modulatorelektroden
drar själv inte någon ström, eftersom hål ej kan vandra
från p och in i sc.
De hittills erhållna värdena på brantheten är avsevärt
lägre än för ett bra elektronrör, men jämförbara värden
anses kunna åstadkommas. Spänningsförstärkning av
storleksordningen 3 000 har uppmätts. På grund av den låga
utgångskapacitansen, mindre än 1 jiF, kan en avstämd
förstärkare redan nu byggas, trots de låga värdena på
brantheten, för frekvenser som överstiger 1 000 MHz. Den
mycket svaga kopplingen mellan in- och utgångskretsarna
gör spacistorn mycket lämplig för flerstegsförstärkare
(H Statz, R A Pucel och C Lanza i Proc. Inst. Radio
Engrs. nov. 1957 s. 1475—1483). Bertil Peterson.
Fig. 1. Spacistorns
uppbyggnad och
kretsar.
ELTEKN I K 1958 XI
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
