本文針對(duì)某CW磁控管在研發(fā)過程中出現(xiàn)暗電流偏大，效率偏低及有時(shí)會(huì)發(fā)生電流失控等現(xiàn)象進(jìn)行了理論分析，采取了相應(yīng)措施后，暗電流大大減小，工作效率大大提高。

　　在某型號(hào)CW 磁控管研發(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)暗電流明顯偏大，工作效率偏低，熱測(cè)時(shí)還會(huì)出現(xiàn)電流突然失控的現(xiàn)象。經(jīng)過一段時(shí)間的摸索，并從磁控管工作機(jī)理上進(jìn)行分析，終于找到了產(chǎn)生上述現(xiàn)象的主要原因。在針對(duì)性措施下，徹底解決了上述問題，使效率得到了有效提高。后來發(fā)現(xiàn)另一波段的CW磁控管也存在類似現(xiàn)象，因此真空技術(shù)網(wǎng)(http://bjjyhsfdc.com/)認(rèn)為本文的分析具有普遍指導(dǎo)性。

1、暗電流對(duì)管子效率的影響

　　1.1、暗電流過大

　　暗電流通常指管子在截止?fàn)顟B(tài)下，磁控管內(nèi)出現(xiàn)的非正常電流，從圖1中可以看出，威特管與松下管之間存在著較大差別。當(dāng)Va 時(shí)，陽極電流Ia=0，這是由截止磁場(chǎng)決定的，如圖2中曲線1所示。但實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)這時(shí)管內(nèi)并非處于截止?fàn)顟B(tài)，而出現(xiàn)了隨陽極電壓Va增加而增大的陽極電流Ia，如圖2中曲線2所示的電流波形，實(shí)驗(yàn)測(cè)得波形如圖3所示。

圖1 暗電流與陽極電壓關(guān)系曲線　圖2 Va 時(shí)的電流曲線　圖3 實(shí)測(cè)的電流波形

　　1.2、經(jīng)糾偏后的暗電流

　　通過陰極裝配對(duì)中糾偏可以達(dá)到與松下管相近的暗電流水平，數(shù)據(jù)從略。

2、非工作電流占總電流的比重

　　從測(cè)試中得到，當(dāng)陽極平均電流為100mA時(shí)峰值陽極電流為560mA，其中漏電流約為120mA，占總峰值陽極電流約為21%，這一比例是相當(dāng)高的。由于管子已經(jīng)起振，己不再是截止?fàn)顟B(tài)，因此這一未形成電子輪輻，但已構(gòu)成打上陽極的電流，稱其為非工作電流，以便與截止?fàn)顟B(tài)下的暗電流相區(qū)別。

3、磁控管效率低與工作電流不穩(wěn)定的初步分析

　　綜上所述，管子目前存在的兩個(gè)主要問題似乎可從上述實(shí)驗(yàn)及結(jié)果中得到初步解釋：

　　(1)從式(10)可見，只有Ia1才是真正構(gòu)成主模振蕩，并產(chǎn)生輸出功率的有效工作電流，而且Ia1 <Ia；

　　(2)從式(10)可見，除了Ia1在輸出功率中起貢獻(xiàn)外，其余幾項(xiàng)電流中，只有Ia3還能在輸出功率中起到一些貢獻(xiàn)，它還取決于高模耦合度的大小，其余幾項(xiàng)均無法在輸出功率中作出任何貢獻(xiàn)。

　　(3)由于主模與高模的同時(shí)存在，大大降低了電子效率。

　　(4)這些無貢獻(xiàn)項(xiàng)的陽極電流，一方面會(huì)使效率降低，另一方面這些打到陽極上的無用電流卻構(gòu)成了陽極的溫升，溫升高低取決于電流的大小。

　　(5)此外，主模及高模振蕩時(shí)產(chǎn)生的高頻電流i1，i2同時(shí)使陽極產(chǎn)生功率耗散，最終導(dǎo)致陽極的溫升，這些溫升與陽極電流產(chǎn)生的溫升相互疊加，導(dǎo)致了陽塊溫度的急劇上升。

　　(6)效率降低與溫升提高是同時(shí)產(chǎn)生的，尤其是當(dāng)管內(nèi)材料真空性能不好或管內(nèi)真空度不理想時(shí)，這種溫升會(huì)促使材料放氣，從而產(chǎn)生電流不斷增大的不穩(wěn)定現(xiàn)象。

　　(7)在上述電流中，工作電流Ia1是由陽極電壓Va和工作磁場(chǎng)B 共同決定的，盡管工作特性中工作點(diǎn)的動(dòng)態(tài)電阻很小，但仍受電壓與磁場(chǎng)所控制，屬可控電流，而其它非工作電流則為不可控電流，影響它們的因素很多，而且也比較復(fù)雜的，但歸根到底可歸結(jié)為：陽極的過度溫升，材料的放氣，真空度的不理想。

4、結(jié)論

　　從以上分析及實(shí)驗(yàn)中可以看到，暗電流偏大及工作時(shí)的非工作電流偏大是由于下述原因造成的：

　　① 陰極裝配時(shí)的偏心或傾斜；

　　② 軸向磁場(chǎng)偏離軸線從而產(chǎn)生了徑向磁場(chǎng)分量；

　　③ 端帽的電子發(fā)射。

　　因此，只要針對(duì)上述幾個(gè)問題妥善解決，就能使暗電流及非工作電流大大減小，而使磁控管的工作效率大為提高。