1.4.    Статический и динамический принципы управления преобразованием энергии

Любой электронный прибор с конструктивной точки зрения представляет определенную системуэлектродов,  размещенных  в вакууме или твердом теле (полупроводнике). Можно утверждать,  что в приборе  способном  усиливать мощность, есть два главных  межэлектродных промежутка (рис. 1.2), один из которых (управляемый)  ответственен за преобразование  энергии  источника питания в энергию  полезного сигнала, а второй промежуток  является управляющим и регламентирует  процессы,  протекающие в управляемом промежутке (соответственно преобразователе),  согласно команде входного сигнала . 

Рис  1.2. Блок-схема активного электронного преобразователя

Таким образом, чтобы создать активный электронный преобразователь необходимо прежде всего отыскать способ воздействия на интенсивность электронных процессов, протекающих в одном межэлектродном промежутке,   с помощью другого межэлектродного промежутка, напряжение на котором задается входным сигналом.

Интенсивность процессов, протекающих в межэлектродном промежутке,  а значит и в той цепи,  в которую входит этот промежуток,  определяется двумя факторами - количеством электронов участвующих в  процессе,  и эффективностью их взаимодействия с полем этого промежутка.  Из этого  следует,  что возможны два пути поиска способа управления преобразованием - это либо способ управления количеством   электронов, движущихся в управляемом межэлектродном промежутке,  либо способ управления эффективностью   взаимодействия электронов с полем управляемого промежутка. Последний способ управления электронным потоком состоит в модуляции электронов по скорости, превращении модуляции по скорости в модуляцию по плотности и в передаче энергии колебаний от модулированного по плотности потока колебательной системе. При этом время пролета имеет решающее значение, так как только в процессе движения электронов происходит их группирование.

Развитие электроники показало, что практически реализуемы оба эти способа, или,лучше сказать, принципа управления преобразованием энергии вспомогательного источника в энергию полезного сигнала.  Первый принцип назван статическим принципом управления, второй принцип назван динамическим принципом управления.

В табл. 2 приведены данные о  приборах использующих принципы статического и динамического управления.

                                                                                              Таблица 2.

Определяющим в статическом принципе управления является управление количеством электронов  (или вообще свободных носителей заряда (СНЗ)),  движущихся в управляемом межэлектродном промежутке. Статическая проводимость промежутка, т.  е.   ток переноса в этом промежутке при постоянном напряжении на промежутке – определяется количеством СНЗ в этом промежутке. Таким образом, статический принцип управления —это управление статической (т. е.  установившейся)  проводимостью межэлектродного промежутка, включенного последовательно с источником питания и той цепью,  в которой реализуется преобразованный (выходной) сигнал.

Статический принцип управления основан на предположении о существовании   однозначной   связи между током в управляемом промежутке и напряжением или током в управляющем промежутке. Эта связь действительно однозначна если токи (напряжения) являются постоянными во времени.  При переменных напряжениях (токах) однозначность связей уже отсутствует.