Лекция 8 часть 4

8.4.1.2. Режим с задержкой образования домена

Этот режим наблюдается, когда резонатор имеет высокую добротность, постоянное напряжение больше порогового значения (U₀>U_0n), а время пролета домена Т₀ меньше периода колебаний Т.

Рис. 8.5. Вольт-амперная характеристика в режиме задержки образования домена

На рис. 8.5 показаны вольт-амперная характеристика прибора, изменение во времени напряжения на приборе в режиме генерации с амплитудой U₁ и изменение во времени тока.

Когда напряжение на образце

U =U₀+U₁ sinωt = U₀+U₁sin(2πt/T) (8.17)

достигает порогового, значения U_оп, возникает домен, ток уменьшается в соответствии с участком АС вольт-амперной характеристики. Далее зависимость тока от напряжения должна изображаться участком CDN, а после прохождения через амплитудное значение напряжения — обратным движением по ветви NDCB. Однако если время пролета Т₀<Т настолько, что когда домен подойдет к аноду, напряжение станет меньше порогового (точка М), домен исчезнет, а ток возрастет. Следующий домен возникнет только с задержкой на время Т-Т₀, когда U достигнет порогового значения. В интервале времени Т_И=Т-Т₀ (пассивная часть периода) образец является омическим сопротивлением и изменения тока и напряжения соответствуют на вольт-амперной характеристике сначала участку FK, а затем KFA. После этого возникает новый домен и весь процесс повторяется.

Период колебаний Т определяется настройкой резонатора. При заданном времени пролета домена T₀ возможна механическая перестройка частоты в некотором интервале, зависящем от выбора величин U₀ и U_0n, которые определяют отношение Т/Т₀. Очевидно, T/T₀→2 при U₀→U_0n. Таким образом, при U₀» U₀_п частота генератора может изменяться настройкой резонатора в пределах от пролетной частоты f_пр=1/T₀ до вдвое меньшей величины: f_np> f > f_пр/2. Если U₀>U_0п, диапазон перестройки уменьшается.

Уточним условия существования режима с задержкой образования домена. Кроме условия T₀<T необходимо, чтобы амплитуда переменного напряжения не была настолько велика, что во время пролета домена напряжение упадет ниже значения напряжения исчезновения U₀_и. В случае U₀=U_0и необходимо, чтобы U₁<(U₀_п-U₀_и).

В энергетическом отношении режим с задержкой образования домена более выгоден, чем пролетный режим. Длительность импульса тока Т_К=Т—Т₀ может превышать сумму времени нарастания и рассасывания домена, которая определяет длительность импульса в пролетном режиме. КПД возрастает с увеличением длительности импульса T_И и достигает максимального значения примерно при T_И=T/2=T₀, т. е. на рабочей частоте, вдвое меньшей пролетной.