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 рисунках 4,5.

Здесь Е_a - напряжение анодного питания; Е_с - напряжение смещения на сетку, необходимое для выбора начального режима (положение рабочей точки); R_a - 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 хинфазно 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_a. 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 =IaRa анодное напряжение уменьшается и наоборот. Крутизна динамических анодно-сеточных характеристик меньше, чем статических. Это объясняется тем, что анодный ток создает падение напряжения на сопротивлении R_a, напряжение анода становится меньше Е_а (в статическом режиме U_a=E_a). Поэтому значения анодного тока получаются меньше, чем в статическом режиме (при Ra=0). Чем больше анодный ток или R_a, тем меньше анодное напряжение и крутизна динамической анодно-сеточной характеристики.

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

Уравнение динамической анодной характеристики в случае активной нагрузки R_a может быть получено из соотношения

Отсюда

Последнее выражение есть уравнение прямой с угловым коэффициентом , отсекающим 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 Е_а. 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 Е_а. 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 вызвавшему его приращению сеточного напряжения при постоянных значениях Е_а и R_a. Размерность крутизны - мА/В.

На практике определяют графически, используя семейство статических анодных характеристик (рисунок 6) и соотношение

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

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

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

Динамический коэффициент усиления

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

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

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

Выходная мощность P_Ra для случая активной нагрузки определяется из соотношения

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

Выходную мощность можно рассчитать с помощью выражения