106Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

тельных каскадах передатчиков, развивают мощность в 500 кВт и более.

8.2.Электровакуумные диоды

8.2.1.Конструкция и принцип действия электровакуумных

диодов

Электровакуумным диодом называют электронную лампу, имеющую два основных электрода – анод и катод, обладающую свойством односторонней проводимости. Катод – это электрод, который раскалѐн до такой степени, что его поверхность покидают электроны и устремляются к аноду. Анод – это электрод, к которому внутри лампы прилетают заряженные частицы. Анод имеет чаще всего положительный потенциал. Для увеличения эффективности желательно отводить тепло от анода. Анод и катод электровакуумного диода помещают в баллон, который обычно выполняют из стекла или ме-

талла, с откачанным воздухом, причѐм вакуум составляет обычно от 10–3 Па до 10–8 Па.

Различают катоды двух разновидностей: с косвенным и с непосредственным накалом. Катод непосредственного, или, иначе, прямого накала, непосредственно подключаемый к источнику питания обычно постоянного тока, выполняют из проволоки с высокой температурой плавления, изготовленной обычно из молибдена, вольфрама и других металлов и сплавов. Эту проволоку внутри баллона размещают так, чтобы расстояние от любой еѐ точки до поверхности катода было примерно одинаковым, и закрепляют на специальных держателях, именуемых траверсами. Масса катода непосредственного накала не велика и при попытке питания переменным током может возникнуть ситуация, при которой его пульсации будут при-

107Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

водить к циклическому изменению температуры катода, и, следовательно, паразитной флюктуации прямого тока, что недопустимо.

Катод косвенного накала, чаще всего изготавливаемый из никеля, имеет форму полого цилиндра. Внутри такого трубчатого катода размещена нить накала, изолированная термостойким веществом, например, Al2O3. Масса катода косвенного накала больше, чем катода непосредственного накала, и пульсации тока в цепи накала не приведут к существенным флюктуациям его температуры. Поэтому катод косвенного накала допускает подключение нити накала к источнику питания переменного тока.

Подключим соответствующий источник питания к нити накала, к аноду подсоединим нагрузку и рассмотрим принцип действия электровакуумного диода. В прямом включении к катоду прикладывают напряжение отрицательной полярности, а к аноду – положительной. В лампе возникает электрическое поле, которое будет ускоряющим для электронов, пребывающих на поверхности катода, что принуждает их покинуть катод и лететь к аноду. В результате в цепи течѐт прямой ток от анода к катоду.

В обратном включении к катоду подводят напряжение положительной полярности, а к аноду – отрицательной. Возникающее электрическое поле будет тормозящим для электронов катода, и заставляет электроны не покидать катод. Поэтому обратный ток не течѐт.

8.2.2. Основные параметры и анодная характеристика электровакуумных диодов

Зависимость тока анода от напряжения анод-катод при фиксированной температуре катода или стабильном напряжении накала, называемая анодной характеристикой, выступает в качестве важнейшего показателя электровакуумных диодов. Типовая, резко нелинейная анодная характеристика электровакуумного диода дана на рис. 8.1.

108Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

Рис. 8.1. Анодная характеристика электровакуумного диода На ней можно выделить три участка. На отрицательном участке

имеет место незначительное повышение тока анода в связи с тем, что электроны обладают достаточной энергией для того, чтобы по-

кинуть разогретый катод. Затем, при увеличении анодного напряжения Uа, ток анода Iа возрастает по выражению Iа = k • Uа3/2, где

k – это коэффициент, соответствующий конструкции и габаритам катода и анода. Затем, при большом напряжении анода, на анодной характеристике можно различить участок насыщения, когда сила тока анода замедляет рост из-за того, что почти все электроны покидают поверхность катода и устремляются к аноду.

Располагая анодной характеристикой и выбрав на ней почти линейный участок, можно определить крутизну характеристики электровакуумного диода как отношение приращения тока анода к приращению анодного напряжения (мА / В):

S = Iа / Uа.

Внутренним сопротивлением именуют отношение приращения анодного напряжения к приращению тока анода, Ом:

Rв = Uа / Iа = 1 / S.

Также важным параметром электровакуумных диодов следует считать максимально допустимое обратное напряжение, при кото-