क्लाइस्ट्रॉन ट्यूब: यह क्या है? (प्रकार और अनुप्रयोग)

क्लाइस्ट्रॉन ट्यूब क्या है?

एक क्लाइस्ट्रॉन (जिसे क्लाइस्ट्रॉन ट्यूब या क्लाइस्ट्रॉन एम्प्लिफायर भी कहते हैं) एक वैक्यूम ट्यूब है जो माइक्रोवेव फ्रीक्वेंसी सिग्नलों को दोलन और बढ़ाने के लिए प्रयोग की जाती है। इसे अमेरिकी विद्युत इंजीनियरों रसेल और सिगुर्ड वैरियन द्वारा आविष्कार किया गया था।

क्लाइस्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन बीम की गतिज ऊर्जा का उपयोग करता है। सामान्यतः, निम्न शक्ति वाले क्लाइस्ट्रॉन को ओसिलेटर के रूप में और उच्च शक्ति वाले क्लाइस्ट्रॉन को UHF में आउटपुट ट्यूब के रूप में प्रयोग किया जाता है।

किसी निम्न शक्ति वाले क्लाइस्ट्रॉन के दो विन्यास होते हैं। एक निम्न शक्ति वाला माइक्रोवेव ओसिलेटर (रिफ्लेक्स क्लाइस्ट्रॉन) और दूसरा निम्न शक्ति वाला माइक्रोवेव एम्प्लिफायर (दो गुफा क्लाइस्ट्रॉन या बहु गुफा क्लाइस्ट्रॉन) है।

रिफ्लेक्स क्लाइस्ट्रॉन ओसिलेटर क्या है?

इस प्रश्न का उत्तर देने से पहले, हमें दोलन कैसे उत्पन्न होते हैं यह जानना चाहिए। दोलन उत्पन्न करने के लिए, हमें आउटपुट से इनपुट तक सकारात्मक प्रतिक्रिया देनी चाहिए। इसकी शर्त यह है कि लूप गेन एक इकाई हो।

किसी क्लाइस्ट्रॉन के लिए, दोलन उत्पन्न होंगे यदि आउटपुट का एक भाग इनपुट गुफा में प्रतिक्रिया के रूप में उपयोग किया जाता है और लूप गेन की गुणवत्ता एक इकाई रखी जाती है। प्रतिक्रिया पथ का दশा परिवर्तन एक चक्र (2π) या अनेक चक्र (2π का गुणज) होता है।

रिफ्लेक्स क्लाइस्ट्रॉन का निर्माण

इलेक्ट्रॉन बीम को कैथोड से इंजेक्ट किया जाता है। फिर एक ऐनोड होता है, जिसे फोकसिंग ऐनोड या अक्सेलरेटिंग ऐनोड कहा जाता है। यह ऐनोड इलेक्ट्रॉन बीम को संकुचित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। ऐनोड को DC वोल्टेज स्रोत के धनात्मक पोल से जोडा जाता है।

रिफ्लेक्स क्लाइस्ट्रॉन में केवल एक गुफा होती है, जो ऐनोड के बगल में रखी जाती है। यह गुफा अग्रवात इलेक्ट्रॉनों के लिए बंचर गुफा और पश्च वात इलेक्ट्रॉनों के लिए कैचर गुफा के रूप में काम करती है।

गुफा फाटक में गति और धारा मोडुलेशन होती है। फाटक 'd' दूरी के बराबर होता है।

रिपेलर प्लेट को वोल्टेज स्रोत Vr के ऋणात्मक पोल से जोडा जाता है।

रिफ्लेक्स क्लाइस्ट्रॉन का कार्य नियम

रिफ्लेक्स क्लाइस्ट्रॉन गति और धारा मोडुलेशन के सिद्धांत पर काम करता है।

इलेक्ट्रॉन बीम को कैथोड से इंजेक्ट किया जाता है। इलेक्ट्रॉन बीम अक्सेलरेटिंग ऐनोड से गुजरता है। इलेक्ट्रॉन गुफा तक ट्यूब में एकसमान गति से चलता है।

गुफा फाटक में इलेक्ट्रॉनों की गति मोडुलेट होती है और ये इलेक्ट्रॉन रिपेलर की ओर जाने की कोशिश करते हैं।

रिपेलर को वोल्टेज स्रोत के ऋणात्मक पोल से जोडा जाता है। इसलिए, समान ध्रुवता के कारण, यह इलेक्ट्रॉनों की शक्ति का विरोध करता है।

रिपेलर स्थान में इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा कम होती है और किसी बिंदु पर यह शून्य हो जाती है। उसके बाद, इलेक्ट्रॉन गुफा में वापस खींचा जाता है। और वापसी की यात्रा में, सभी इलेक्ट्रॉन एक बिंदु पर एकत्र हो जाते हैं।

बंच निर्माण के कारण धारा मोडुलेशन होती है। इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा RF के रूप में परिवर्तित होती है और RF आउटपुट गुफा से लिया जाता है। क्लाइस्ट्रॉन की अधिकतम दक्षता के लिए, इलेक्ट्रॉनों का बंच गुफा फाटक के केंद्र में होना चाहिए।

क्लाइस्ट्रॉन ट्यूब में इलेक्ट्रॉन कैसे चलते हैं?

इलेक्ट्रॉन बीम को इलेक्ट्रॉन गन (कैथोड) से ट्यूब में इंजेक्ट किया जाता है। ये इलेक्ट्रॉन ऐनोड की ओर एकसमान गति से चलते हैं। फिर इलेक्ट्रॉन गुफा फाटक से गुजरते हैं। गुफा फाटक वोल्टेज के अनुसार इलेक्ट्रॉनों की गति बदलती है।