2.3 Действующее напряжение триода

Для расчета величины тока в триоде совместное действие анода и сетки (с их потенциалами) на катод заменяют действием одного сплошного электрода, расположенного на месте сетки реального триода. К электроду приложено некоторое эквивалентное напряжение ("действующее напряжение"), величина которого должна быть такой, чтобы анодный ток получившегося эквивалентного диода равнялся катодному току реального триода. Этот метод расчета токов в триоде называется приведением триода к эквивалентному диоду. Действующее напряжение триода равно

где - отношение расстояния анод – катод к расстоянию сетка-катод (для плоской формы электродов) при цилиндрической форме электродов и соответственно радиус анода и сетки.

– проницаемость лампы;

– емкость анод-катод;

– емкость сетка-катод;

Проницаемость лампы Д сравнивает электростатическое взаимодействие анода и сетки на катоде, т.е. характеризует степень проникновения поля анода к катоду через витки сетки. Чем гуще сетка, тем слабее проникает анодное поле через ее витки и тем меньше величина Д.

Зная действующее напряжение, можно определить величину катодного тока триода. Для эквивалентного диода получен закон «степени трех вторых»:

Вследствие эквивалентности диода и триода потоков электронов, движущихся от катодов, должны быть одинаковы. Следовательно,

Для цилиндрической формы электродов триода на основании (1.1), (1.2) и (1.3) имеем:

где – площадь поверхности анода;

– первеанс триода;

– некоторая функция, задаваемая графиком или таблицей, для плоской формы электродов .

При отрицательном потенциале сетки ток в ее цепи отсутствует и по соотношению (1.4) определяют ток анода. При положительном потенциале сетки ток катода распределяется между анодом и сеткой,

Коэффициент тока распределения зависит от соотношения напряжений сетки и анода. При U_a>U_c электрическое поле в зазорах катод-сетка и сетка-анод является ускоряющим, траектории электронов близки к прямолинейным Ток сетки образуется только за счет электронов, которые попадают на витки сетки, т.е. «перехватываются» ею. Большая часть потоков электронов пролетает мимо витков сетки в направлении анода. Триод работает в режиме прямого перехвата (РПП).

При U_a<U_c электроны, пролетевшие мимо витков сетки, попадают в зазор сетка-анод в тормозящем поле с разностью потенциалов U_c - U_a . Небольшая часть электронов, движущихся посередине между витками сетки, достигает анода. Значительное число электронов, пролетающих вблизи витков сетки, получает боковое ускорение, их траектории искривляются. Продольная составляющая скорости движения у электронов с наклонной траекторией недостаточна для преодоления тормозящего поля в этом зазоре. Описав криволинейные траектории, они возвращаются к сетке. Описанный случай соответствует режиму возврата электронов к сетке (РВ).

При увеличении анодного напряжения уменьшается тормозящее поле в зазоре сетка-анод и кривизна эквипотенциалей электрического поля в области витков сетки. Анодный ток резко увеличивается, а ток сетки уменьшается. При понижении сеточного напряжения анодный ток уменьшается и при некотором значении U_c, называемом напряжением запирания, становится равным нулю. Из (1.4) следует, что при U_Д = 0. Тогда

Следовательно, напряжение запирания будет тем более отрицательным, чем больше проницаемость лампы и чем выше анодное напряжение.