2.4.7. Двобазові діоди

В принципі двобазовий діод являє собою однорідний стержень напівпровідника n типу, що посередині має домішковий прошарок p типу. В результаті це створює два протилежно направлені діоди з виводами баз на обидвох кінцях і з емітером посередині (рис. 2.41, а, рис. 2.41.б). Коли до кінців стержня прикласти напругу, вона розділиться пропорційно вздовж його довжини. Це буде різновид подільника напруги. Поки зовнішня напруга прикладена між емітером і від’ємним базовим виводом є нижчим від

Р ис. 2.41 – Позначення двобазових діодів та електронних ламп на схемах електричних принципіальних і в спеціальній літературі

потенціалу, що існує у напівпровіднику в околі емітера, p-n не проводить струму. Коли напруга емітер-база перевищує цей потенціал, опір частини стержня почне зменшуватись, оскільки емітер буде відбирати частину електронів, що проходять від від’ємної бази. Завдяки цьому напруга емітер-база спадає, а струм емітера зростає. В результаті формується характеристика з від’ємним опором, що можна використати до побудови генератора імпульсів. Двобазові діоди застосовуються також в імпульсних генераторах і розрядних колах.

2.4.8. Електронні лампи

Загалом вважається, що електронні лампи витіснились транзисторами, але є електронні пристрої, в яких їх заміна є без сенсу або й неможлива. Лампи відіграють важливу роль і займають належне їм місце, наприклад, в кінцевих каскадах передавачів високих частот. Незамінними є лампи для рентгенівських пристроїв, а також для вимірювачів Гейгера-Мюллера чи символьні лампи. Електронні лампи практично нечутливі до жорстких випромінень, наприклад, рентгенівських та γ-випромінень, що робить їх незамінними в атомній промисловості та оборонних радіотехнічних пристроях. Окрім того, через певний час лампи будуть ще потрібні як запасні частини.

Іншим застосуванням, в якому електронні лампи переживають свій ренесанс, є кінцеві каскади акустичних підсилювачів. Спотворення, що спричиняються лампами мають інакше звучання, ніж спричинені транзисторами.

Принцип дії електронної лампи полягає у випроміненні електронів розжареним катодом та притягуванні їх анодом і модуляції цього електронного потоку однією або ж декількома сітками (рис. 2.40, в - рис. 2.40, д). Найпростішою лампою є діод, який призначений для випрямлення змінної напруги і має лише катод та анод. На основний вхідний електрод – першу сітку подається вхідна напруга, яка підсилюється в μ=ΔU_а/ΔU_с1 разів, де ΔU_а – приріст вихідної анодної напруги, ΔU_с – приріст вхідної сіткової напруги. На постійному струмі, зазвичай, постійне зміщення сітки є від’ємним відносно катода.

Основними параметрами електронних ламп є коефіцієнт підсилення μ, крутизна S [мА/В], внутрішній опір R_і [Ом], проникність D, добротність G [мВт/В²]. Основним рівнянням електронних ламп є

або . (2.87)

В лампах мають перевагу парні гармонійні складові, в той час як для вуха неприємним є гармонійні непарні складові, які є значно слабшими. Характерні спотворення підсилювача, що виникають через насичення вихідного трансформатора, спричиняють виникнення очікуваного деякими меломанами «лампового звуку». Це є істотним у гітарних і низькотонових підсилювачах, в яких амплітуда сигналів часто «обрізається». Дуже м’яке обрізання спричиняє те, що кінцевий каскад можна видавати вищу потужність без неприємних для вуха спотворень звучання. З огляду на це стверджується, що ламповий підсилювач може дати набагато краще і голосніше звучання, ніж відтворювані транзистором звуки, при тій самій вихідній електричній потужності обидвох підсилювачів.

Це сучасне зацікавлення лампами в акустичних застосуваннях, призвело до розвитку нових, спеціальних аудіо ламп. Продається вони парами, або четвірками, старанно підібраними з огляду на передаваний спектр частот.

В позначеннях ламп подаються і їх властивості. За ГОСТ 13393-67 позначення приймально-підсилювальних ламп складається з чотирьох елементів: числа, що показує напругу розжарювання катоду у вольтах; символа, що відображає тип лампи; порядкового номера типу лампи; символа, що характеризує її конструктивне виконання. Найчастіше використовуються діоди, тріоди (рис. 2.41, в), тетроди (рис. 2.41, г), пентоди (рис. 2.41, д).

США і Європа, однак, мають різні системи позначення:

Європейські норми позначення. Перша літера означає напругу розжарювання або струм розжарювання: А=4 В, Е=6,3 В, D=1,4 В - напруга розжарювання, G=5 В, H=150 мА – послідовна схема розжарювання, K=2 В – напруга розжарювання, P=300 мА послідовна схема розжарювання, U=100 мА – послідовна схема розжарювання, V=50 мА – послідовна схема розжарювання. Перша літера Q означає тетрод до кінцевих каскадів передавача.

Друга літера означає вид лампи: A - діод, B - подвійний діод, C - тріод, F - пентод для малих сигналів, H - гептод, L - пентод для підсилення потужності, M - вказівник керування «магічне око», Y - випрямляч.

Третя літера означає, що лампа має дві або й більше функцій: ECC83 означає, наприклад, подвійний тріод з катодом, що розжарюється змінним струмом напругою 6,3 В.

Інколи цифри і літери є іншими, щоб наголосити, що маємо справу зі спеціальними лампами. Буває також, що спеціальні лампи позначені літерами позасистемно.

Американські стандарти позначень. Американські позначення ламп починаються зазвичай цифрою, яка подає напругу розжарювання, але поза тим небагато більше можна з них зчитати. Наприклад, американська лампа 12АХ7 є відповідником європейської лампи ЕСС83, що може видатись непередбачуваним. Це виникає з того, що подвійний тріод має два кола розжарювання, які можна поєднати паралельно для 6,3 В або послідовно для 12,6 В.

Одним із найкращих акустичних підсилювачів Марк ІІІ був виготовлений в 60-х роках фірмою Dynaco (Дінако) і зібраний повністю на електронних лампах. Виробництво закінчилось давно, але схема настільки проста, що той, хто знає аналогову техніку і вміє практично виконати електричний пристрій, може дати собі раду із власноручним виготовленням підсилювача, відповідно, з певними видозмінами.