3.6. Електровакуумні прилади
Найпростіший електровакуумний прилад — діод (рис. 3.22, а) має вигляд балона, тиск повітря в якому не перевищує 10–7…10–8 мм. рт. ст., де знаходяться два основних електроди: розжарюваний катод К й анод А. Розжарення катода забезпечується пропусканням по ньому електричного струму (катод прямого, безпосереднього розжарення) або за допомогою окремої спіралі розжарення (катод із непрямим, посереднім розжаренням). Завдяки термоелектронній емісії навколо катода утворюється електронна хмарка. Залежно від напрямку електричного поля між анодом і катодом електрони з цієї хмарки можуть або прискорюватись у напрямку анода й утворювати анодний струм (коли анод приєднано до позитивного полюса джерела живлення), або, навпаки, гальмуватися і відкидатися у напрямку катода, тобто діод має ідеальну однобічну провідність.
Введення третього електрода — сітки С (рис. 3. 22, б), розташованої поблизу катода, дає змогу керувати відносно великим струмом без витрат потужності, тому що на сітку подається негативний відносно катода потенціал. Близькість розташування сітки до катода робить значно помітнішим вплив зміни сіткової напруги на зміну анодного струму, ніж вплив зміни
анодної напруги. В цьому і полягає підсилювальна властивість триелектродної лампи, що дістала назву тріода.
Основними параметрами тріода, які визначають в околі РТ за його ВАХ,є
статичний коефіцієнт підсилення
;
(3.21)
крутість анодно-сіткової характеристики
;
(3.22)
внутрішній опір
.
(3.23)
Ці параметри пов'язані між собою основним рівнянням електронної лампи
.
(3.24)
Тріод має багато недоліків, тому під час еволюції електронних ламп, спрямованої на поліпшення їхніх параметрів і характеристик, з'явилися спочатку тетроди (лампи з другою — екранувальною сіткою), а потім променеві тетроди та пентоди (лампи з третьою — антидинатронною сіткою) (рис. 3.22, в).
Рис. 3.22. Умовні графічні позначення і вихідні ВАХ найпростіших електровакуумних
приладів: діода (а), тріода (б), променевого тетрода і пентода (в)
На екранувальну сітку подають позитивну відносно катода напругу приблизно того самого значення, що й анодна напруга. Внаслідок цього електричне поле, яке прискорює електрони, що пройшли крізь керувальну сітку, практично не залежить від напруги на аноді. Наслідком цього є значне збільшення Ri та μ і різке зменшення ємності між керувальною сіткою й анодом, що має суттєве значення при використанні лампи на високих частотах.
Однак недоліком тетрода є наявність вторинної електронної емісії з поверхні анода. Потік вторинних електронів з анода в тих випадках, коли потенціал екранувальної сітки вищий за потенціал анода, спричинює перерозподіл струмів й зумовлює провал в анодних характеристиках. Це явище дістало назву динатронного ефекту. Для його усунення будують тетроди спеціальної конструкції. В них потік електронів формують у вигляді променів.
Найпоширенішим способом боротьби з динатронним ефектом є введення між екранувальною сіткою й анодом третьої, антидинатронної сітки, що з'єднується з катодом і своїм негативним потенціалом перешкоджає виходу вторинних електронів з анода. При коефіцієнті підсилення до 300 пентоди можна застосовувати на частотах до сотень мегагерців.
У побутовій радіоелектроніці й апаратурі широкого призначення електровакуумні прилади майже не використовують. Однак висока стабільність характеристик і деякі інші якості зумовлюють застосування їх у професіональній апаратурі, радіовимірювальних і окремих спеціальних радіоелектронних пристроях.