ЛР2
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра радиотехнической электроники
ОТЧЕТ
по лабораторной работе № 2
по дисциплине: «Вакуумная и плазменная электроника»
Тема: «Изучение закономерностей токораспределения в электронных лампах с сетками»
Студент гр. 9201 |
|
Рауан М.С. |
Преподаватель |
|
Тупицын А.Д. |
Санкт-Петербург
2021
Лабораторная работа № 2
ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМПАХ С СЕТКАМИ
Цель работы: исследование режимов и характеристик токораспределения в различных типах электронных ламп.
Типы и параметры объектов исследования:
Рис. 1
Основные технические характеристики триода 6Н3П: Таблица 1:
Напряжение накала, В |
6.3 |
Напряжение на аноде, В |
150 |
Сопротивление в цепи катода для автоматического смещения, Ом |
240 |
Ток накала, мА |
350±30 |
Ток в цепи анода, мА |
7.7 |
Крутизна характеристики, мА/В |
4.9 |
Крутизна характеристики при напряжении накала 5.7 В, не менее, мА/В |
4.2 |
Внутреннее сопротивление, кОм |
6.25 |
Коэффициент усиления |
37 |
Основные технические характеристики пентода 6Ж8:
Напряжение накала, В ...... 6,3
Напряжение на аноде, В ...... 250
Напряжение на второй сетке, В ...... 100
Напряжение на третьей сетке, В ...... 0
Напряжение смещения на первой сетке, В ...... -3
Ток накала, мА ...... 300 ±25
Ток в цепи анода, мА ...... 3 ±1
Ток в цепи второй сетки, мА ...... 0,8 ±0,4
Крутизна характеристики, мА/В ...... 1,65 ±0,35
Измерительная схема:
Рис.2 Схема измерений для исследования процессов токораспределения в триоде
Rc - резистор, включённый в сеточную цепь, который необходим для определения силы сеточного тока.
Рис.3 Схема измерений для исследования процессов токораспределения в пентоде и тетроде
Результаты измерений
Статические характеристики триода:
Таблица 2: Анодная характеристика триода при Uc=4В
Ua,В |
0 |
5 |
6 |
10 |
20 |
65 |
Ia,мА |
0 |
8,2 |
10,2 |
13,2 |
15,2 |
24 |
Таблица 3: Анодная характеристика триода при Uc=2В
Ua,В |
0 |
2 |
8 |
20 |
46 |
70 |
Ia, мА |
0 |
2 |
4 |
6 |
10 |
16 |
Таблица 4: Анодная характеристика триода при Uc=0В
Ua,В |
0 |
5 |
20 |
35 |
50 |
70 |
Ia, мА |
0 |
1 |
2,2 |
4 |
5,8 |
8 |
Рис.4
Таблица 5: Сеточно-анодная характеристика триода при Uc=2В
Ua,В |
0 |
5 |
10 |
20 |
70 |
Iс,мА |
3 |
2,5 |
2,4 |
2,3 |
2,1 |
Таблица
6: Сеточно-анодная
характеристика триода при
=1В:
Ua,В |
0 |
5 |
10 |
20 |
70 |
Iс,мА |
1,8 |
1,4 |
1,3 |
1,25 |
1,1 |
Таблица 7: Сеточно-анодная характеристика триода при =0В
Ua,В |
0 |
5 |
20 |
50 |
60 |
Iс,мА |
0,4 |
0,35 |
0,35 |
0,35 |
0,35 |
Рис. 5
Статические характеристики тетрода:
Таблица 10: Анодная характеристика тетрода при =0В:
Ua,В |
0 |
4 |
12 |
40 |
90 |
120 |
160 |
180 |
Ia, мА |
0 |
4 |
6,8 |
6,8 |
9,2 |
10,4 |
10,8 |
11,2 |
Таблица 11: Анодная характеристика тетрода при =-2В:
Ua,В |
0 |
4 |
12 |
40 |
80 |
92 |
100 |
108 |
140 |
180 |
Ia, мА |
0 |
2,4 |
2,8 |
2,8 |
3,2 |
3,6 |
4,4 |
4,8 |
5,2 |
5,6 |
Таблица 12: Анодная характеристика тетрода при =-4В:
Ua,В |
0 |
8 |
12 |
80 |
100 |
160 |
180 |
Ia,мА |
0 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
1,8 |
2 |
2 |
Рис 5.
Таблица 13: Сеточно-анодная характеристика тетрода при =0В
Ua,В |
0 |
12 |
24 |
80 |
90 |
100 |
120 |
160 |
Ic,мА |
7 |
4 |
4,2 |
4,4 |
3,8 |
2,2 |
1,2 |
0,8 |
Таблица 14: Сеточно-анодная характеристика тетрода при =-2В
Ua,В |
0 |
10 |
20 |
60 |
80 |
100 |
120 |
160 |
Ic, мА |
3,8 |
2 |
2,2 |
2,4 |
2,2 |
1,4 |
1 |
0,8 |
Таблица 15: Сеточно-анодная характеристика тетрода при =-4В
Ua,В |
0 |
4 |
12 |
40 |
80 |
100 |
120 |
160 |
Ic, мА |
1,2 |
0,8 |
0,9 |
1 |
0,8 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
Рис. 6
Статические характеристики пентода:
Таблица 19: Анодная характеристика пентода при =0В:
Ua,В |
0 |
20 |
40 |
80 |
180 |
Ia, мА |
0 |
7 |
8 |
8,4 |
8,8 |
Таблица 20: Анодная характеристика пентода при =-2В:
Ua,В |
0 |
12 |
20 |
40 |
100 |
180 |
Ia, мА |
0 |
3,2 |
3,6 |
3,8 |
4 |
4,2 |
Таблица 21: Анодная характеристика пентода при =-4В:
Ua,В |
0 |
8 |
20 |
40 |
80 |
180 |
Ia,мА |
0 |
0,4 |
1 |
1 |
1,1 |
1,2 |
Рис 7.
Таблица 22: Сеточно-анодная характеристика пентода при =0В
Ua,В |
0 |
10 |
40 |
100 |
180 |
Ic,мА |
7 |
4 |
2,9 |
2,2 |
2,1 |
Таблица 23: Сеточно-анодная характеристика пентода при =-2В
Ua,В |
0 |
10 |
40 |
100 |
180 |
Ic, мА |
4 |
2 |
1,5 |
1,3 |
1,2 |
Таблица 24: Сеточно-анодная характеристика пентода при =-4В
Ua,В |
0 |
10 |
40 |
100 |
180 |
Ic, мА |
1,5 |
0,8 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
Рис. 8
Расчет коэффициентов токопрохождения
Триод
Таблица№ 11. Зависимость коэффициента токопрохождения триода при Uc = 2В
Ua/Uc |
0 |
1 |
4 |
10 |
23 |
35 |
δ |
0 |
0,444 |
0,625 |
0,873 |
0,722 |
0,826 |
Пример расчёта:
δ = Ia/Ik
Ik2 = Ia2 + Ic2 = 2 + 2,5 = 4,5
δ = Ia/(Ia + Ic) = 2/4,5 = 0,444
Таблица№ 12. Зависимость коэффициента токопрохождения триода при Uc = 0В
Ua/Uc |
0 |
1 |
1 |
0,7 |
0,833 |
δ |
0 |
0,740 |
0,862 |
0,919 |
0,943 |
Рис. 9. График зависимости коэффициента токопрохождения триода
Для Uc=2B: (Ua/Uc)кр ≈ 1,3
Для Uc=0B: (Ua/Uc)кр ≈ 1,9
2 Тетрод
Таблица№ 13. Зависимость коэффициента токопрохождения тетрода при Uc = -2В
Ua/Uc |
0 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,2 |
1,6 |
1,8 |
2 |
δ |
0 |
0,545 |
0,583 |
0,538 |
0,56 |
0,592 |
0,592 |
0,72 |
0,814 |
0,857 |
Таблица№ 14. Зависимость коэффициента токопрохождения тетрода при Uc = -4В
Ua/Uc |
0 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,2 |
1,4 |
δ |
0 |
0,5 |
0,470 |
0,444 |
0,6 |
0,8 |
0,869 |
0,909 |
Рис. 10. График зависимости коэффициента токопрохождения тетрода
Для Uc=-2B: (Ua/Uc)кр ≈ 0,15
Для Uc=-4B: (Ua/Uc)кр ≈ 0,25
Пентод
Таблица№ 15. Зависимость коэффициента токопрохождения пентода при Uc = -2В
Ua/Uc |
0 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,8 |
δ |
0 |
0,615 |
0,705 |
0,745 |
0,795 |
0,769 |
0,777 |
Таблица№ 16. Зависимость коэффициента токопрохождения пентода при Uc = -4В
Ua/Uc |
0 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,8 |
δ |
0 |
0,333 |
0,555 |
0,714 |
0,785 |
0,857 |
0,857 |
Рис. 11. График зависимости коэффициента токопрохождения пентода
Для Uc=-2B: (Ua/Uc)кр ≈ 0,25
Для Uc=-4B: (Ua/Uc)кр ≈ 0,55
Вывод: в ходе обработки результатов эксперимента были построены анодные и сеточно-анодные характеристики для триода, тетрода и пентода. Также были рассчитаны коэффициенты токопрохождения и построены зависимости коэффициента токопроходения от отношения потенциала анода к потенциалу сетки. Характеристики триода и пентода равномерны, наиболее интересны характеристики тетрода. На анодной характеристике тетрода имеется провал, наличие которого обусловленной динатронным эффектом. Когда вторичные электроны притягиваются к экранирующей сетке, вторичный ток направлен противоположно первичному току, в связи с чем общий анодный ток уменьшается. Этот эффект нейтрализуется в пентоде при помощи антидинатронной сетки, устанавливаемой между анодом и экранной сеткой. Неравномерность убывания сеточно-анодной характеристики триода также объясняется динатронным эффектом. Также были получены критические значения отношения анодного напряжения к сеточному для каждой лампы при разных значениях напряжения на управляющей сетке, показывающие, в какой момент в лампе наступает режим возврата.
Вопрос на защиту:
Сравните анодные хар. тетрода и пентода, найдите и объясните отличия.
Ответ:
При отсутствии положительного напряжения на аноде все электроны, излучаемые катодом, попадают на экранирующую сетку, так как на ней имеется значительный положительный потенциал. Ток экранирующей сетки максимален, анодный ток отсутствует. По мере увеличения положительного потенциала анода анодный ток возрастает, а ток экранирующей сетки уменьшается. При некотором напряжении на аноде U'a скорость электронов, достигающих анода, резко возрастает и возникает явление вторичной электронной эмиссии. Вторичные электроны, вылетев с анода, попадают в ускоряющее электрическое поле экранирующей сетки (положительный потенциал сетки выше, чем анода, т. е. Uс2> U'а), достигают ее и увеличивают ток Iс2. Анодный ток при этом уменьшается. Возникает явление перехода вторичных электронов с одного электрода на другой — динатронный эффект, который приводит к появлению провала в характеристике анодного тока тетрода.
При напряжении на аноде, равном нулю, анодный ток отсутствует, так как тормозящее электрическое поле между второй и третьей сетками не обеспечивает оттягивания электронов из области второй сетки к аноду и подавляющее большинство электронов попадает на вторую сетку, создавая во внешней ее цепи большой сеточный ток. При повышении анодного напряжения облегчается перелет электронов к аноду, анодный ток возрастает, а ток в цепи экранирующей сетки уменьшается. Сначала рост анодного тока происходит быстро, а затем замедляется.
Точно так же ток в цепи экранирующей сетки уменьшается сначала быстро, а затем медленно. Медленному возрастанию анодного тока соответствует пологая часть характеристики, которая является ее рабочим участком.
Отличие лишь в том, что у пентода есть защитная сетка и меньше вероятности возникновения динатронного эффекта.