2.4 Статические характеристики триода

Рис.2

На рис. 2 показано семейство статических анодно-сеточных характеристик триода. При отрицательном напряжении на сетке ток I_c = 0, и анодно-сеточная характеристика описывается соотношением

(1.6)

Сдвиг начала характеристик, снятых при разных анодных напряжениях, можно объяснить, пользуясь соотношением (1.5).

В области положительных значений сеточного напряжения характеристика анодного тока не подчиняется уравнению (1.6) из-за того, что часть электронов из общего потока уходит в цепь сетки, образуя сеточный ток. Этот ток быстро растет при увеличении положительного напряжения на сетке. Увеличение анодного напряжения (при U_c=const) приводит к уменьшению тока сетки. Это объясняется изменением кривизны эквипотенциалей электрического поля в области витков сетки, уменьшением количества перехваченных сеткой электронов.

32

Рис. 3

На рис.3 представлены семейства анодных характеристик. Начало анодной характеристики теоретически соответствует такому анодному напряжению U_а.зап при котором действующий потенциал равен нулю, так как I_à = 0.

U_д=U_c+ДU_а.зап. (1.7)

Отсюда

(1.8)

В выражениях (1.6) и (1.7) действующие потенциалы записаны без знаменателя, так как имеется в виду, что при густой сетке Д<<1, а знаменатель 1+ХД»1.

Как видно из (1.8), увеличение отрицательного напряжения на сетке приводит к сдвигу анодных характеристик вправо. Из начала координат выходят анодные характеристики, снятые при напряжении на сетке U_c ³0. При U_c >0 в цепи сетки протекает ток. Величина сеточного тока зависит также от анодного напряжения. В области малых значений анодного напряжения (U_a<U_c) сеточный ток быстро уменьшается с ростом U_a вследствие ослабления тормозящего поля в пространстве сетка-анод и уменьшения числа электронов, возвращающихся к сетке (режим

33

возврата). При U_a³U_c ток сетки образован электронами, перехваченными витками сетки из общего потока (режим прямого перехвата). В этом режиме сеточный ток зависит от площади сечения витков и мало изменяется при изменении U_a .

2.5 Статические параметры триода

Крутизна характеристики определяется как отношение приращения анодного тока к вызвавшему его приращению сеточного напряжения при неизменном напряжении на аноде. Крутизна характеристики S показывает величину изменения анодного тока при изменении сеточного напряжения на один Вольт при U_a=const. Геометрически параметр S определяет наклон анодно-сеточной характеристики. Крутизна S измеряется в мА/В.

Из выражения (1.4) для триода с густой сеткой имеем:

(1.9)

Отсюда следует, что крутизна S растет при увеличении действующей поверхности анода и уменьшении межэлектродных расстояний. Внутреннее сопротивление переменному току определяет величину изменения анодного напряжения, необходимую для изменения анодного тока на 1мА при постоянном сеточном напряжении. Так как ток выражен здесь в миллиамперах, то внутреннее сопротивление измеряется в ком.

Найдя производную выражения (1.4), можно видеть, что внутреннее сопротивление триода переменному току R_i тем меньше, чем больше крутизна анодно-сеточной характеристики, поверхность электродов и проницаемость сетки.

Проницаемость триода Д= - ¶U_c /¶U_a½_Ia=const определяется как отношение измерения сеточного напряжения ¶U_c к такому изменению анодного напряжения ¶U_a, которое равноценно по

34

своему воздействию на анодный ток. Знак «-» в выражении, определяющем проницаемость триода свидетельствует о том, что при увеличении напряжения анода напряжение на сетке должно стать более отрицательным с тем, чтобы величина тока анода осталась неизменной. И так уменьшается электростатическое воздействие анода на катод из-за экранирующего действия сетки. Так как приращение ¶U_с и ¶U_a имеют разный знак, то величина Д есть величина положительная и определяется как отношение приращений:

(1.10)

Коэффициент усиления триода определяется как отношение приращения анодного напряжения к приращению напряжения на сетке при условии постоянного анодного тока. Он показывает величину приращения анодного напряжения, необходимую для сохранения неизменным анодного тока при изменении напряжения на сетке на один Вольт. Чтобы анодный ток не изменялся, приращение напряжений должно быть разного знака. Очевидно, что

(1.11)

Следовательно, коэффициент усиления m тем больше, чем гуще сетка, больше межэлектродное расстояние. Таким образом, все факторы, которые приводят к ослаблению электростатического влияния анода на объемный заряд у катода, способствуют увеличению коэффициента усиления.

Статические параметры триода определяются по экспериментальным статическим характеристикам. При этом используются вышеприведенные формулы, в которых вместо бесконечно малых изменений токов и напряжений берутся бесконечные изменения этих величин. На рис.2 показано определение статических параметров по анодно - сеточным

35

характеристикам. Это делается следующим образом. Через заданную рабочую точку С, в которой надо определить параметры, проводят горизонтальную и вертикальную прямые до пересечения с соседними характеристиками. Катеты получившегося характеристического треугольника АВС (их может быть два) дают нужные для вычисления параметров изменения величин . Изменение анодного напряжения определяется как разность значений анодных напряжений, при которых были сняты эти характеристики, т.е. . Таким образом,

(1.12)

(1.13)

(1.14)

Аналогично определяются статические параметры по семейству статических анодных характеристик (рис.3а). При этом приращение определяется как разность значений сеточных напряжений, при которых были сняты соседние характеристики (если используются только один характеристический треугольник АВС).