磁控管結構

 　　1.陽極

　　陽極是磁控管的主要組成之一，它與(yu) 陰極一起構成電子與(yu) 高頻電磁場相互作用的空間。在恒定磁場和恒定電場的作用下，電子在此空間內(nei) 完成能量轉換的任務。磁控管的陽極除與(yu) 普通的二極管的陽極一樣收集電子外，還對高頻電磁場的振蕩頻率起著決(jue) 定性的作用。

　　陽極由導電良好的金屬材料（如無氧銅）製成，並設有多個(ge) 諧振腔，諧振腔的數目必須是偶數，管子的工作頻率越高腔數越多。

　　磁控管的陰極即電子的發射體(ti) ，又是相互作用空間的一個(ge) 組成部分。陰極的性能對管子的工作特性和壽命影響極大，被視為(wei) 整個(ge) 管子的心髒。

　　陰極的種類很多，性能各異。連續波磁控管中常用直熱式陰極，它由鎢絲(si) 或純鎢絲(si) 繞成螺旋形狀，通電流加熱到規定溫度後就具有發射電子的能力。這種陰極具有加熱時間短和抗電子轟擊能力強等優(you) 點，在連續波磁控管中得到廣泛的應用。

　　此種陰極加熱電流大，要求陰極引線要短而粗，連接部分要接觸良好。大功率管的陰極引線工作時溫度很高，常用強迫風冷散熱。磁控管工作時陰極接負高壓，因此引線部分應有良好的絕緣性能並能滿足真空密封的要求。為(wei) 防止因電子回轟而使陽極過熱，磁控管工作穩定後應按規定降低陰極電流以延長使用壽命。

　　磁控管通常工作在π模，相鄰兩(liang) 個(ge) 諧振腔腔口處微波電場相位正好相差180°，即微波電場方向正好相反（圖2）。雖然這種微波場為(wei) 駐波場，但在π模的情況下，相當於(yu) 兩(liang) 個(ge) 相同的微波場在圓周上沿相反的方向運動，兩(liang) 個(ge) 場的相速值相等。從(cong) 陰極發射出的電子在正交電磁場作用下作輪擺線運動。調節直流電壓和恒定磁場，使電子在圓周方向的平均漂移速度v=E/B正好等於(yu) 在其方向上運動的一個(ge) 微波場的相速v（式中E是直流電壓在互作用空間產(chan) 生的直流電場平均值，B為(wei) 軸向恒定磁感應強度），電子就可以與(yu) 微波場作同步運動。

　　在同步運動過程中，處在微波減速場中的那部分電子將自己的直流位能逐漸交給微波場，並向陽極靠攏，最後為(wei) 陽極所收集。這部分電子向微波場轉移能量，有利於(yu) 在磁控管中建立穩定的微波振蕩，故稱為(wei) 有利電子。處在微波加速場的那部分電子從(cong) 微波場獲得能量並向陰極運動，最後打在陰極上。這部分電子稱為(wei) 不利電子。不利電子在回轟陰極時打出大量的次級電子，使互作用空間電子的數量因之增加。最大減速場區是電子的群聚中心。在它兩(liang) 旁的電子都受到向這個(ge) 群聚中心靠攏的力而向群聚中心運動。最大加速場區是電子的散聚中心，附近的電子都受到背離散聚中心的力，分別向左右兩(liang) 邊運動，轉化為(wei) 有利電子。

　　這樣，在振蕩建立過程中不利電子越來越少，有利電子越來越多，並向群聚中心集中，逐步在互作用空間形成輪輻狀電子雲(yun) 。這種處於(yu) 不同相位下的電子在互作用空間自動群聚成輪輻狀電子雲(yun) 的現象，稱為(wei) 自動相位聚焦。在互作用空間的微波場，隨著遠離陽極表麵而指數衰減。因此，在陰極表麵的微波場極弱，對電子的群聚作用極小，在陰極附近不會(hui) 形成明顯的電子輪輻，而是形成幾乎均勻分布的電子輪轂。

　　磁控管在互作用空間的電子中有利電子占絕大多數，而且均在向陽極運動過程中，有利電子回旋的時間又較長，它們(men) 能夠充分地將直流位能輪換成微波能量；回轟陰極的電子比較少，而且它們(men) 從(cong) 陰極發射後不久就打在陰極上，因而從(cong) 微波場吸收能量也較少。這樣，互作用空間全部電子與(yu) 微波場相互作用的總的效果是，電子將直流位能交給微波場，在磁控管中建立起穩定的微波振蕩。

　　磁控管是微波爐的關(guan) 鍵器件，主要由管芯和磁鐵兩(liang) 部分構成，如圖1。管芯由陰極、燈絲(si) 、陽極、天線（波導管）等構成。

　　其工作原理是：存接通電源後，高壓變壓器次級燈絲(si) 線圈兩(liang) 端產(chan) 生的3.3V交流電給磁控管燈絲(si) 供電。與(yu) 此同時，高壓繞組產(chan) 生的約2000V交流高壓經高壓電容限流，二極管整流後得到約2000V的直流高壓加至磁控管陽極，形成加速電場（陽極接地，實際卜是陰極為(wei) 負2000V，見圖2），使陰極（分直熱式和間熱式兩(liang) 種，圖2中為(wei) 直熱式）發射的電子向陽極加速運動。在電子向陽極加速運動的過程中還要受到永久磁鐵所形成的垂直方向上的強磁場作用，因此電子是邊旋轉邊向陽極加速運動（就像子彈在槍管中的運動一樣），旋轉速度也不斷變快。陽極做成內(nei) 齒輪狀（見圖1b），形成偶數個(ge) 空腔，稱為(wei) 諧振腔。每個(ge) 諧振腔就是一個(ge) 微波諧振器，其諧振頻率取決(jue) 於(yu) 諧振腔尺寸。電子存通過扇形諧振腔時會(hui) 發生振蕩，且頻率不斷升高。當頓率達到2400MHz以後便形成微波，由波導管口發射，再傳(chuan) 輸到爐膛內(nei) 對食品加熱。

    磁控管的好壞主要是測量燈絲(si) (對於(yu) 直熱式就是陰極，目前絕大多數為(wei) 直熱式)，包括用磁棒作鐵芯的電感線圈是否斷路，也就是磁控管上燈絲(si) 引線端之間應是通的(但對外殼阻值應無窮大)，正常阻值應小於(yu) 1Ω。這也是判別是否衰老的標誌，此值越小越好，大於(yu) 1Ω說叫已衰老。