2.4. Применение
Трехэлектродные лампы широко используются в качестве усилителей и генераторов электрических колебаний.
Схема усилителя с использованием лампового триода приведена на рис. 5.1.14, а диаграмма, поясняющая его работу – на рис. 5.1.15.
~
Рис.
5.1.14. Схема усилителя
с
использованием лампового триода
IA
Ima
I 0 t
– Uc + Uc
Umc
Рис 5.1.15. Диаграмма, поясняющая работу лампового усилителя
Переменное напряжение с амплитудой Umc, подаваемое на сетку лампы, вызывает изменение ее анодного тока. В результате этого, в анодной цепи лампы протекает ток, состоящий из постоянной составляющей I 0 и переменной составляющей с амплитудой Ima. Переменная составляющая указанного тока, протекая через сопротивление нагрузки Rн, создает на нем падение напряжения с амплитудой Uma = Ima · Rн. Отношение амплитуды выходного напряжения Uma к амплитуде входного напряжения Umc представляет собой коэффициент усиления усилительного каскада.
2.5. Недостатки триодов
малый коэффициент усиления;
большая емкость между анодом и управляющей сеткой, ограничивающая диапазон рабочих частот;
малая величина внутреннего сопротивления.
§ 3. Четырехэлектродная электронная лампа (тетрод)
3.1. Принцип работы тетрода
Основные недостатки, присущие трехэлектродным лампам, устранены в четырехэлектродных лампах, называемых тетродами.
Для того, чтобы уменьшить емкость между анодом и управляющей сеткой лампы, в тетрод введена вторая сетка, которая расположена между анодом и управляющей сеткой. Эта вторая сетка выполняет роль экрана между анодом и управляющей сеткой, поэтому она называется экранирующей сеткой. В результате этого, силовые линии электрического поля, создаваемого анодом, могут воздействовать на катод только после прохождения обеих сеток. Поскольку в этом случае электрическое поле между анодом и управляющей сеткой ослабляется, то соответственно уменьшается и емкость "анод – управляющая сетка". При этом проницаемость D значительно уменьшается, а коэффициент усиления μ возрастает.
Для того, чтобы экранирующая сетка не уменьшала величины анодного тока, на нее тоже подается положительное напряжение. В этом случае она помогает аноду притягивать электроны. Однако, для того, чтобы экранирующая сетка выполняла роль экрана между анодом и управляющей сеткой, ее нужно соединить с катодом через конденсатор большой емкости. Емкость этого конденсатора должна выбираться такой, чтобы на рабочей частоте конденсатор представлял для переменной составляющей как можно меньшее сопротивление.
Наряду с положительными качествами, тетрод имеет один очень существенный недостаток:
Электроны, движущиеся с большой скоростью, попадают на анод и выбивают с его поверхности вторичные электроны. Это явление называется вторичной эмиссией. Если положительное напряжение на аноде больше, чем на экранирующей сетке, то вторичные электроны вновь будут притягиваться анодом, и нормальная работа лампы при этом не нарушится. Однако, при работе лампы может оказаться, что в некоторые моменты времени напряжение на аноде будет ниже, чем на экранирующей сетке.
Тогда вторичные электроны будут притягиваться этой сеткой, в результате чего между анодом и экранирующей сеткой появится ток в направлении, противоположном направлению анодного тока. При этом суммарный анодный ток начнет уменьшаться, а ток в цепи экранирующей сетки – увеличиваться. Произойдет искажение характеристики лампы. Указанное явление называется динатронным эффектом.