Порядок выполнения работы

1. Изучить схему лабораторной установки.

2. Собрать схему.

Для измерения анодного тока и тока накала используются универсальные вольтметры В7-21А. Установить приборы В7-21А в режим измерения тока. Для измерения анодного напряжения используется осциллограф С1-107. включенный в режим мультиметра.

3. Установить ток накала .

4. Установить тумблер анодного напряжения в положение " – ".

5. Изменяя анодное напряжение через 0.02 В, снять зависимость анодного тока от в пределах 0 ~ -0.5 В.

6. Построить зависимость тока анода от напряжения на аноде в координатах

.

Примечание: так как на микроамперметре падает напряжение, то его надо учитывать. Поэтому в зависимости надо использовать не измеренное значение U, а , где .

для предела 10 мкА,

для предела 100 мкА,

для предела 1 мА.

7. Аппроксимируя полученную зависимость прямой, определить наклона ее к оси абсцисс и вычислить температуру катода Т. .

8. Построить интегральную функцию распределения термоэлектронов по скоростям :

, где .

Здесь - число электронов при , его можно определить экстраполяцией графика N(v) до нуля. Кривая имеет вид (рис.3).

9. Используя полученную интегральную кривую, построить дифференциальную функцию распределения электронов по скоростям

.

Для этого, как показано на рисунке, разбить ось абсцисс на равные интервалы и определить на оси ординат для каждого значения соответствующее число термоэлектронов .

Результаты расчетов свести в таблицу.

Контрольные вопросы

1. Как связана плотность тока эмиссии с температурой? Назовите основные эмиссионные константы.

2. Каким законам подчиняется ток в диоде при положительном и отрицательном напряжении на аноде?

3. Объяснить, почему и как по вольтамперным характеристикам диода при отрицательном напряжении на аноде можно найти закон распределения термоэлектронов по скоростям?

4. Каков физический смысл интегральной и дифференциальной кривых распределения? Какова связь этих кривых с вероятностными характеристиками?

5. На чем основан метод определения температуры катода?

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гапонов В.И. Электроника. 4.1. М.: Физматгиз. 1960.

2. Добрецов Л.П., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. М.: Наука. 1966.

3. Кикоин И.К.,Кикоин И.К. Молекулярная физика. М.: Физматгиз. 1976.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ДИНАТРОННЫЙ ЭФФЕКТ.

ВОЛЬТАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕТРОДА И ПЕНТОДА

ВВЕДЕНИЕ

Существенными недостатками триода являются большая проходная емкость и малое внутреннее сопротивление.

Для устранения этих недостатков сконструирована четырехэлектродная лампа - тетрод, в котором кроме управляющей имеется вторая или экранирующая сетка. Назначение экранирующей сетки - уменьшение проходной емкости и повышение коэффициента усиления  и внутреннего сопротивления

О днако существенным недостатком тетрода является динатронный эффект – «провал» в анодной характеристике (рис.1).

Динатронный эффект вызван вторичной электронной эмиссией с анода. Вторичные электроны, вылетевшие с анода, попадают на вторую сетку и анодный ток уменьшается. В диодах и триодах вторичная электронная эмиссия с анода тоже существует, но это не вызывает уменьшения анодного тока, так как вторичные электроны, вылетевшие с анода, возвращаются на него. Ведь анод имеет наибольший положительный потенциал. В тетроде же возможны случаи, когда потенциал второй сетки больше потенциала анода.

Протекающие в тетроде процессы, соответствующие участкам 1-4 характеристики (см. рис.1), следующие.

На участке 1 кинетическая энергия электронов, подлетающих к аноду при В, мала для возникновения заметной вторичной электронной эмиссии с анода, хотя . На участке 2 при кинетическая энергия электронов, достигающих анода возрастает настолько, что появляется большое число вторичных электронов. А так как на этом участке поле является ускоряющим в сторону второй сетки, то электроны захватываются этой сеткой и анодный ток уменьшается.

Наиболее сильно выражен динатронный эффект на границе участков 2 и 3. В конце участка 3 напряжение , поле между анодом и второй сеткой становится тормозящим для вторичных электронов. На участке 4 все вторичные электроны возвращаются на анод.

Динатронный эффект оказывает вредное влияние, так как может приводить к возникновению паразитной генерации из-за наличия на участке 2 отрицательного дифференциального сопротивления, к дополнительному расходу мощности в цепи экранирующей сетки, к существенным нелинейным искажениям.

Устранить динатронный эффект в тетроде можно созданием потенциального барьера для вторичных электронов между анодом и второй сеткой. Эта задача решается различными методами, на основе которых были созданы лучевой тетрод и пентод.

В лучевых тетродах динатронный эффект исключается за счет формирования плотных потоков первичных электронов, которые создают объемный заряд в пространстве , достаточный для образования потенциального барьера, препятствующего попаданию вторичных электронов с анода на экранирующую сетку.

В пентоде динатронный эффект устраняется созданием тормозящего поля для вторичных электронов с анода с помощью третьей сетки, вводимой между второй сеткой и анодом. Эта сетка называется антидинатронной или защитной.

Защитная сетка в пентоде является дополнительным экраном с проницаемостью D<<1, что позволяет уменьшить проходную емкость лампы до сотых долей пикофарада. Пентод также обладает большим внутренним сопротивлением и достаточными левыми характеристиками.