56. Работа пентода в динамическом режиме с нагрузкой в анодной цепи

Рассмотренные ранее статические характеристики лампового триода отражают его свойства в статическом режиме, то есть при отсутствии нагрузки, когда напряжения, подаваемые на сетку и анод, можно изменять независимо друг от друга. Однако на практике в приемно-усилительной аппаратуре усилительные лампы работают в так называемом динамическом режиме, когда в анодную цепь лампы включается нагрузка R_H. Схема подключения нагрузки в анодную цепь триода приведена на данном рисунке:

Схема подключения нагрузки в анодную цепь триода

При включении нагрузочного сопротивления R_H любое изменение напряжения U_C на управляющей сетке приведет к изменению анодного тока I_A и, соответственно, к изменению величины напряжения U_A на аноде, поскольку эти величины связаны между собой следующей зависимостью:

U_A = E_A — I_A × R_H

В динамическом режиме напряжение U_A на аноде лампы всегда меньше напряжения E_A источника анодного питания на величину падения напряжения на сопротивлении нагрузки. При этом понижение потенциала управляющей сетки приводит к понижению потенциала анода. Такой режим часто называют режимом нагрузки.

Главной особенностью динамического режима является то, что в этом режиме ток анода I_A лампового триода изменяется под влиянием одновременно меняющегося анодного U_A и сеточного U_C напряжения. Причем характер изменения этих напряжений обуславливает противоположную тенденцию изменения анодного тока. Если повышается потенциал управляющей сетки, анодный ток I_A возрастает, что приводит к возрастанию падения напряжения на нагрузке R_H. В результате уменьшается напряжение U_A на аноде лампы, и, как следствие, под действием напряжения U_C на управляющей сетке анодный ток изменится меньше, чем в статическом режиме без нагрузки. При уменьшении сеточного напряжения, наоборот, уменьшаются анодный ток I_A и падение напряжения на нагрузке а анодное напряжение возрастает. Таким образом, в динамическом режиме анодное напряжение изменяется в противофазе с сеточным.

Свойства лампового триода в динамическом режиме определяются так называемыми динамическими, или нагрузочными характеристиками, среди которых основными являются нагрузочная анодно-сеточная и нагрузочная анодная характеристики.

Нагрузочная анодно-сеточная характеристика триода представляет собой зависимость анодного тока I_A от напряжения U_C на управляющей сетке при постоянном напряжении источника анодного питания (Е_A = Const) в динамическом режиме, то есть в режиме нагрузки. Эта характеристика может быть построена на основе семейства статических анодно-сеточных характеристик, снятых без нагрузки при постоянных значениях анодного напряжения. Пример построения нагрузочной анодно-сеточной характеристики лампового триода иллюстрируется на данном рисунке:

Построение нагрузочной анодно-сеточной характеристики лампового триода

Из семейства статических анодно-сеточных характеристик выберем четыре, снятые при определенных значениях анодного напряжения, обозначим их E_A, U_A1, U_A2 и U_A3. При этом должно соблюдаться следующее соотношение:

E_A > U_A1 > U_A2 > U_A3

Выберем начальную точку А с напряжениями U_A = E_A и U_C = U_C0, при которых анодный ток отсутствует, то есть лампа заперта. Если теперь при сопротивлении нагрузки, равном нулю (R_H = 0), повысить потенциал сетки до значения U_C = U_C1, анодный ток возрастает до значения I_A1R0. В то же время при наличии сопротивления нагрузки R_H определенной величины на нем появится соответствующее падение напряжения, что приведет к уменьшению напряжения на аноде в соответствии с формулой:

U_A1 = E_A — I_A1 × R_H

Из характеристик видно, что при U_C = U_C1 и U_A = U_A1 анодный ток имеет значение I_A1, что соответствует точке Б.

Дальнейшее повышение потенциала сетки до значения U_C = U_C2 приводит к увеоичению анодного тока и понижению анодного напряжения до следующего значения:

U_A2 = E_A — I_A2 × R_H

При этом в соответствии с семейством статических анодно-сеточных характеристик (предыдущий рисунок) сочетание величин U_C = U_C2 и U_A = U_A2 определяет анодный ток величиной I_A2. На графике это точка В.

Аналогичным образом последующее повышение потенциала сетки до значения U_C = U_C3 приводит к увеличению анодного тока и понижению анодного напряжения до значения:

U_A3 = E_A — I_A3 × R_H

При величинах U_C = U_C3 и U_A = U_A3 анодный ток имеет значение I_A3, что соответствует точке Г.

Кривая линия на последнем рисунке, соединяющая точки А, Б, В и Г, является динамической, или нагрузочной анодно-сеточной характеристикой лампового триода.