2.6 Рабочий режим работы триода

С помощью триода осуществляется усиление или генерирование электрических колебаний. С этой целью в его анодную цепь включается сопротивление нагрузки или колебательный контур. Принципиальная упрощенная схема усилителя представлена на рис.4,5.

36

Рис.5

Здесь Е_а - напряжение анодного питания; Е_с - напряжение смещения на сетку, необходимое для выбора начального режима (положение рабочей точки); R_а - нагрузочное сопротивление; е- напряжение источника усиливаемого сигнала.

Режим работы триода с нагрузкой в цепи анода называется динамическим (рабочим). Отметим его особенности. При изменении напряжения на сетке синфазно изменяются анодный ток и напряжение на нагрузке U_Ra. Сумма падений напряжения на триоде U_a и на нагрузке U_Ra должна всегда равняться величине Е_а. Из этого следует, что изменения напряжения на аноде находятся в противофазе с изменениями напряжения на зажимах нагрузки и сетке. Изменения анодного тока и анодного напряжения также противофазны: при увеличении анодного тока, а следовательно, и напряжения на нагрузке U_Ra=I_aR_a анодное напряжение уменьшается и наоборот. Крутизна динамических анодно-сеточных характеристик меньше, чем статических. Это объясняется тем, что анодный ток создает падения напряжения на сопротивлении R_a, напряжение анода становится меньше E_a (в статическом режиме U_a=E_a). Поэтому значения анодного тока получаются меньше, чем в статическом режиме (при R_a=0). Чем больше анодный ток или R_a, тем меньше анодное напряжение и крутизна динамической анодно-сеточной характеристики.

37

Таким образом, каждой точке динамической анодно-сеточной характеристики соответствует свое определенное значение анодного напряжения.

Уравнение динамической анодной характеристики I_a=f(U_a) в случае активной нагрузки R_a может быть получено из соотношения

(1.15)

Отсюда

(1.16)

Последнее выражение есть уравнение прямой с угловым коэффициентом - , отсекающий на оси абсцисс отрезок, равный E_a, и на оси ординат - . Эта линия представляет собой геометрическое место значений анодного тока при наличии в анодной цепи сопротивления нагрузки R_a и заданного напряжения питания E_a. Это динамическая анодная характеристика (нагрузочная линия). При изменении величины нагрузки наклон динамической анодной характеристики изменяется. При этом нагрузочные линии, соответствующие разным значениям сопротивления нагрузки, выходят из одной точки на оси абсцисс E_a. Чем больше величина нагрузки, тем больше наклонена нагрузочная линия в сторону начала координат. Проекции точки

пересечения нагрузочной линии со статической анодной характеристикой, снятой при заданном значении напряжения на сетке, на оси координат определяют величины протекающего анодного тока и установившегося напряжения на аноде (рис.5).

2.7 Рабочие параметры триода

Крутизна динамической характеристики

характеризуется отношением приращения анодного тока к

38

вызвавшему его приращению сеточного напряжения при постоянных значениях E_a и R_a. Размерность крутизны - мА/В.

На практике S_д определяют графически, используя семейство статических анодных характеристик (рис. 6) и соотношение

(1.17)

т.е. как отношение амплитуды переменной составляющей анодного тока I_ma к амплитуде сеточного напряжения U_mc.

Рис. 6

Крутизна динамической анодно-сеточной характеристики триода зависит от его статических параметров S и R_i, а также величины сопротивления анодной нагрузки:

(1.18)

Из (1.18) видно, что крутизна динамической анодно-сеточной характеристики всегда меньше крутизны статической характеристики.

Динамический коэффициент усиления

39

характеризуется отношением приращения напряжения на нагрузке к вызвавшему его изменению сеточного напряжения при постоянных значениях E_a и R_a. Графически m_д определяется на рис.3б как отношение амплитуды переменного напряжения на нагрузке U_mc к амплитуде переменного напряжения на сетке U_mc :

(1.19)

Динамический коэффициент усиления зависит как от статических параметров триода, так и от величины нагрузочного сопротивления R_a :

(1.20)

Из (1.20) следует, что динамический коэффициент усиления всегда меньше статического (m_д®m при R_a®¥).

Выходная мощность P_Ra для случая активной нагрузки определяется из соотношения

(1.21)

При графоаналитическом методе расчета значения I_ma и U_mRa определяются по катетам характеристического треугольника АВС (рис. 3б). Как следует из (1.21), величина колебательной мощности P_Ra пропорциональна его площади:

(1.22)

Выходную мощность можно рассчитать с помощью выражения

(1.23)

40

3. Схема эксперимента

Принципиальная схема эксперимента приведена на лицевой части панели лабораторной установки.

Цепь накала триода питается от источника переменного напряжения ~ 6,3 В.

Питание сетки и анода осуществляется от источников постоянного напряжения соответственно 30 и 250 В. Регулировка анодного напряжения производится потенциометром R_Еa . Напряжение и полярность сетки регулируется с помощью потенциометра R_Ес1 . Токи, протекающие в цепях сетки и анода, измеряются миллиамперметрами mA. Рабочие характеристики триода получаются при включенных в цепь анода сопротивлениях нагрузки R₁, R₂, R₃. При снятии статических характеристик это сопротивление должно быть зашунтировано перемычкой.