Физическая электроника

Цели и задачи дисциплины

Целью дисциплины является формирование и развитие фундаментальных знаний и навыков в области электроники сверхвысоких частот (СВЧ). Основными задачами дисциплины являются следующие: изучение основных физических процессов в твёрдотельных и электровакуумных приборах СВЧ, принципов функционирования электронных устройств СВЧ; овладение математическим аппаратом, методами физического исследования, техническими и программными средствами; приобретение навыков измерения и анализа параметров активных полупроводниковых и электровакуумных приборов СВЧ; изучение физических процессов, с которыми связаны перспективы развития электроники СВЧ.

Краткое содержание дисциплины

Макроскопические уравнения Максвелла и микроскопические уравнения движения электронов (уравнения Лоренца). Кинетические уравнения. Линии передачи СВЧ и электродинамические структуры. Особенности свойств материалов на сверхвысоких частотах. Особенности протекания токов СВЧ. Излучения Вавилова-Черенкова и Смита-Парселла, переходное и тормозное излучения. Возбуждение объёмных резонаторов. Высшие типы колебаний. Фильтрация типов колебаний, выведение из активной области и нагружение нежелательных типов колебаний. Оротрон. Электронное смещение частоты. Техническая нестабильность частоты. СВЧ приборы с электростатическим управлением. СВЧ триоды и тетроды. Особенности динамического управления электронным потоком. Электронно-пучковые приборы О-типа и приборы со смешанным управлением. Устройства со скрещенными полями магнетронного типа. Пролётные, отражательные и многорезонаторные клистроны. Автогенераторы резонансного типа (типа М). Магнетроны. Планотрон. Амплитрон. Лампы бегущей волны. Реализация широкополосного усиления сигналов в ЛБВ. Усреднённые поля и характеристическое уравнение. ЛБВ и ЛОВ М-типа. Твёрдотельные полупроводниковые приборы СВЧ электроники. Эффект сильного поля. Диод Ганна, туннельный диод.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Выпускник должен обладать:

ПК-11 Способность выявлять естественно-научную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико- математический аппарат
УК-1 Способен осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач