книги из ГПНТБ / Клейнер, Э. Ю. Основы теории электронных ламп учебное пособие

V. Простейшие методы определения статических параметров пентода

Для определения статических параметров пентода применяются те же методы, что и для параметров триода: графический по характе­ ристикам и метод двух точек. Но при определении параметров этими методами в случае пентода может возникнуть следующее затруднение. В реальных условиях пентоды обычно работают в режиме перехвата, т. е. на пологом участке анодной характеристики. При очень большом значении Rt наклон этого участка может стать настолько малым,

заданной. точке А (треугольники АВС). Для получения большего соответствия в их расположении треугольник для триода построен над характеристикой, а не под ней, как обычно. Вершина С характе­ ристического треугольника при графическом построении находится как точка пересечения горизонтальной линии, проведенной через точку В, с соседней характеристикой. В случае высокочастотного пентода она в большинстве случаев будет лежать вправо далеко за

же значению /Уа, a Rt — из специального треугольника ADE. Так как характеристики очень пологие, то при определении R t для получения достаточно большого приращения анодного тока (Д/а) приращение анодного напряжения (Д£/а) приходится делать большим (до 100— 150 В). Треугольник при этом нужно располагать так, чтобы не за­ ходить в крутую начальную область характеристики. Поэтому прира­ щение A t/a рекомендуется брать в сторону увеличения Uа. .

261

Если нельзя получить точку С, т. е. замкнуть характеристический треугольник и определить ц непосредственно по характеристикам, то р, находят путем расчета по (4.57) на основании ранее полученных значений 5 ас) и R t.

4.4.6. Между электродные емкости и рабочие параметры пентода

Отсюда, используя (4.29) для Ud2 и пренебрегая малыми величи­ нами второго порядка,

Сс2 cl — °1 08 Cq2 cl

где _ . 0 — емкость между сплошными электродами на мес-

“ С2 С1

те сеток Сг и С2. Аналогично

dUa2

в триоде. Однако согласно (4.58) и (4.59) за счет частичных емкостей

мулам (3.258), (3.261) и (3.262). Однако в случае пентода с очень боль­ шим внутренним сопротивлением (это обычно имеет место у пентодов

252

Этим во многих случаях значительно упрощаются радиотехниче­ ские расчеты.

4.4.7. Триодное включение пентода

Для унификации ламп в аппаратуре или при отсутствии триодов с подходящими параметрами в качестве триода иногда используют пентод в триодном включении, соединяя вторую сетку с анодом. Третью сетку, если она имеет отдельный вывод, лучше присоединять не к катоду, а также к аноду, так как при этом получаются меньшая входная емкость и меньший ток второй сетки.

Все характеристики здесь, как и в триоде, определяются законом степени 3/2.

Параметры лампы в триодном включении (индекс «т») следующим образом связаны с параметрами ее как пентода. Так как анодный ток при триодном включении равен катодному току пентода, то три-

В режиме перехвата, где коэффициент токораспределения почти по­ стоянен, анодный ток можно считать пропорциональным катодному. Это дает возможность приравнять р т коэффициенту р с2с1, отнесенному к постоянному анодному току. Значение р с2с1, где это требуется, при­ водится в справочниках, a Rir определяется по известным 5т’и р т из внутреннего уранения триода.

4.4.8. Применение пентодов

Установим сначала, способствует ли наличие в системе электродов защитной сетки дальнейшему улучшению, по сравнению с тетродом, тех показателей, которые ограничивали возможности использования триодов:

1) поскольку потенциал защитной сетки постоянен, то за счет нее достигается лучшая, чем у тетрода, экранировка анода от управ­ ляющей сетки, что ведет к дальнейшему снижению проходной ем­ кости;

2)так как защитная сетка дополнительно ослабляет по сравнению

стетродом влияние потенциала анода на токораспределение и поле

при Uа в уравнениях для Udv как в случае тетрода, так и в случае пентода очень мал, то напряжение запирания по управляющей сетке при прочих равных условиях в обоих случаях практически одно и то же.

Таким образом, пентоды имеют все достоинства тетродов, не обла­ дая при этом основным его недостатком — динатронным эффектом.

253

Это дает возможность использовать их в качестве активного элемента при решении большинства задач, возникающих в схемной электронике. Благодаря такой универсальности пентод в настоящее время является самым распространенным видом электронных ламп.

В связи с малой проходной емкостью, даже меньшей, чем у тетро­ да, пентод является наиболее подходящей лампой для усиления коле­ баний высокой частоты.

Возможность получить достаточно «левые» анодно-сеточные харак­ теристики одновременно с большим р, позволяет эффективно исполь­ зовать пентоды для усиления колебаний низкой частоты как по напряжению, так и мощности. Перед триодами они в этом случае обла­ дают тем преимуществом, что позволяют благодаря большому р по­ лучать большой коэффициент усиления по напряжению, перед тетро­ дами — что дают возможность усиливать сигналы большой амплиту­ ды без того, чтобы возникала опасность появления существенных нелинейных искажений.

Пентоды широко используются и в качестве генераторных ламп. Как и триоды, пентоды различного назначения конструктивно вы­ полняются по-разному для получения оптимального значения того па­ раметра, который в данном случае является решающим. Так, пентоды для усиления напряжения высокой частоты выполняются с особенно густой второй сеткой, чтобы уменьшить активную составляющую проходной емкости, а для уменьшения ее пассивной составляющей — снабжаются системой внутренних экранов. У пентодов для усиления колебаний низкой частоты, где не нужна малая величина проходной емкости, вторую сетку можно делать более редкой. Благодаря этому возрастает коэффициент токопрохождения и при том же катодном

токе увеличиваются анодный ток и выходная мощность.

§ 4.5. ТЕТРОДЫ С ПОДАВЛЕННЫМ ДИНАТРОННЫМ ЭФФЕКТОМ

Как уже указывалось в 4.4.1, для подавления динатронного эф­ фекта, имеющего место в тетроде, необходимо между его второй сет­ кой и анодом создать достаточно глубокий минимум потенциала. Одно из решений этой задачи уже рассматривалось и заключалось в введении между этими электродами дополнительной, третьей сетки с достаточно низким (обычно нулевым) потенциалом. Это решение при­ вело к пятиэлектродной лампе, пентоду. Однако минимум потенциала между двумя положительными электродами, в данном случае второй сеткой и анодом, можно получить, не используя дополнительную сетку, если между ними создать достаточно плотный отрицательный объемный заряд.

Условия существования минимума потенциала в пространстве между двумя положительными электродами рассматривались в § 3.9. Там было показано, что минимум потенциала будет тем глубже, чем больше:

а) плотность электронного потока, входящего в рассматриваемы междуэлектродный промежуток;

254

б) расстояние между обоими положительными электродами. Исходя из этого необходимую плотность отрицательного объемного

заряда в пространстве между второй сеткой и анодом можно получить

шагу первой, вторая сетка становится довольно редкой и проходная емкость лампы — большой. В лампах для усиления мощности низкой частоты в связи с большой амплитудой усиливаемых сигналов ис­ пользуются все три возможности одновременно. Тетроды, в которых электронный поток в результате использования всех трех возможнос­ тей собран в отдельные лучи с повышенной плотностью электронов, называются лучевыми. Условное обозначение такой системы показано на рис. 4.29.

Рассмотрим некоторые особенности лучевых тетродов. Особое взаимное расположение витков обеих сеток кроме того, что способст­

£55

вует возникновению минимума, еще приводит и к тому, что витки второй сетки оказываются как бы в «электрической тени» витков

возникает не за счет третьей сетки, а за счет отрицательного объемного заряда, то электрическое поле в плоскости минимума более равномер­ ное, чем в пентоде. Поэтому электроны около минимума слабее откло­ няются в сторону,тангенциальные составляющие их скоростей мень­ ше и возврат их на вторую сетку прекращается при меньших значе­ ниях U3. Это приводит к более крутому начальному подъему харак­

Поэтому характеристики для больших отрицательных Ucl в началь­

256.

тенциал (<10 В). Такую сетку называют к а т о д н о й . При нали­ чии ее управляющей становится вторая сетка. Назначение катодной сетки заключается в том, чтобы создавать в непосредственной бли­ зости перед управляющей сеткой виртуальный катод. Это достигает­ ся следующим образом (рис. 4.32). За счет положительного потенциа­ ла катодной сетки электроны с катода на пути до этой сетки сильно ускоряются и поэтому входят в пространство между катодной и управ­ ляющей сетками с большой скоростью. В этом пространстве они силь­ но тормозятся, так как вторая сетка как управляющая имеет отрица­ тельный потенциал. В результате при соответствующих величинах действующих напряжений в плоскостях первой и второй сеток, а так­ же значений плотности проходящего тока перед второй сеткой воз­ никает виртуальный катод. Таким образом как бы переносится эмиттирующая поверхность катода с его геометрической поверхности в непосредственную близость второй сетки.

Условия возникновения виртуального катода и законы токопрохождения при его наличии применительно к триоду подробно рассмат­

катодная сетка — управляющая сетка. Так как в формулах для рас­ чета тока с виртуального катода в сторону анода в качестве междуэлектродного фигурирует расстояние от виртуального катода до

ющее расстояние катод — управляющая сетка dCK3 равно dCKCy — д^,,

II. Статические характеристики ламп

скатодной сеткой

Внастоящее время используются лампы с катодной сеткой, си­ стемы электродов которых имеют две сетки (тетроды с катодной сет­ кой), три сетки (пентоды с катодной сеткой) и три сетки с лучеобразующими пластинами (пентоды с катодной сеткой и лучеобразующнми пластинами) (рис. 4.33). По своим свойствам эти лампы аналогич­ ны лампам без катодной сетки, имеющим на одну сетку меньше, т. е. тетроды с катодной сеткой — триодам, пентоды с катодной сеткой — тетродам и т. д. Характеристики анодного тока этих ламп в основных чертах подобны характеристикам аналогичных им ламп без катодной сетки, но в их деталях есть различия.

258

Рассмотрим их на примере характеристик пентода с катодной сеткой и лучеобразующими пластинами. Начнем с зависимостей от напряжения второй сетки, которая при наличии катодной сетки явля-

Рис 4.33. Системы электродов ламп о катодной сеткой:

пластинами (ЛП)

ется управляющей (рис. 4.34). На катодный ток / к вторая сетка в-, принципе должна влиять слабо, так как между первой и второй сетка­ ми имеется виртуальный катод. Наблюдаемые практически изменения

управляющей сетки вследствие экрани­ рующего действия катодной сетки слабо влияет на поле перед като­

дом и ток катода в основном зависит от напряжения катодной сетки. При переходе к положительным значениям Ue2 почти все электроны, прошедшие катодную сетку, попадают на экранирующую сетку и анод

Анодные характеристики пентода с катодной сеткой и лучеобра­ зующими пластинами почти такие, как у обычного пентода. Однако, несколько отлично их взаимное расположение в семействе, где пара­ метром является напряжение управляющей сетки UC2 (рис. 4.35). В то время как у обычного пентода расстояние между уровнями поло­

25&

§ 4.7. ЛАМПЫ С УСИЛЕНИЕМ ЗА СЧЕТ

ВТОРИЧНОЙ ЭМИССИИ

Получить большую крутизну, не прибегая к малым междуэлектродным расстояниям, можно не только при помощи катодной сетки, но и путем использования явления вторичной эмиссии электронов. В от­ личие от предыдущего, когда вторичная эмиссия приводила к появлению неже­ лательного явления, динатронного эф­

анода (обычно на 30—50%;. Динод располагается в системе электродов за сетками рядом с анодом. Конструктивно система электродов выпол­ няется так, чтобы поток электронов, проходящий через плоскость последней сетки системы электродов, не мог попасть на анод, минуя динод. Динод, таким образом, играет роль анода пентодной или тет-

260