лампы. Электрическое поле вблизи катода создается анодным напряжением U a и сеточным-иё= и с. Под действием ре зультирующего поля электроны, покидая пространственный заряд, движутся в направлении к сетке и аноду. Часть элек
|
|
|
|
тронного потока может быть перехвачена сеткой |
(при U g> 0 ) |
и может образовать сеточный ток |
ig. Остальная |
часть элек |
тронного '.потока доходит до анода, |
создавая анодный ток іа. |
Сумма токов ia + ig равна катодному: |
ik = ia-H g. Если U g< 0 , а |
ій = 0, то -ік = іаВследствие малого |
расстояния между |
сеткой |
и катодом изменение сеточного напряжения влияет на |
анод |
ный ток во много раз сильнее, чем такое же изменение анод ного напряжения. На этом и основаны усилительные свойства электронной лампы (рис. 10.7).
Рис. 10. 7. Распределение электрических полей в триоде..
А. Характеристики триода
Анодный ток триода является функцией двух напряжений: ia= F (Ug, Ua). Поэтому свойства триода нельзя описать одной вольтамперной характеристикой, как в случае диода. Это можно сделать с помощью семейства вольтамперных харак
теристик. На практике применяются |
следующие |
виды |
се |
мейств характеристик: |
|
|
|
|
1. Семейство сеточных характеристик анодного тока — за |
висимость анодного тока лампы от |
сеточного |
напряжения |
при различных постоянных значениях |
анодного |
напряжения: |
Ia= F i(U g) при и а= Е а= const (рис. 10.8а). |
|
тока — за |
2. Семейство анодных характеристик анодного |
висимость анодного тока лампы от анодного напряжения |
при |
различных постоянных значениях сеточного напряжения: іа=
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F 2 (Ua) при Ug = const (рис. |
10. б). |
|
|
|
|
|
|
3. |
Семейство |
сеточных характеристик сеточного тока — за |
висимость сеточного |
тока |
лампы |
ig от сеточного напряжения |
Ug при различных постоянных значениях анодного напряже |
ния: ig = F3(Ug) |
|
при |
U a= E a= const. |
а н о д н о - с е т о ч н ы м , |
Первое семейство часто |
называют |
или с е т о ч н ы м и |
характеристиками, |
а |
второе — а н о д н ы - |
м и характеристиками. |
|
характеристик |
снимают |
экспери |
Статические семейства |
|
ментальным путем. |
сеточных |
характеристик. Пусть |
U a= E a= |
РассмотримА . |
ход |
2500. Тогда при U g= 0 іа получает значение, соответствующее |
точке |
При подаче отрицательного напряжения |
на |
сетку |
(U g<0) |
электрическое |
поле |
в |
пространстве |
сетка-катод |
уменьшается, что ведет к уменьшению анодного тока. При не |
котором значении отрицательного напряжения на сетке |
U g = |
Ego = Unop<С0 анодный ток |
становится |
равным нулю, то |
есть |
лампа запирается. В соответствии с этим E go = U nop называют |
н а п р я ж е н и е мв |
|
з а п и р а н и я |
( о т п и р а н и я ) |
л а м - |
п ы. Для разных ламп оно может быть разным. В нашем слу |
чае Ego = — 10 |
|
(рис. 10. 8й ). |
Характеристика нелинейна на |
начальном участке и в области положительных значений |
U g. |
В первом случае это обусловливается |
действием |
нескомпен- |
сированного пространственного заряда, а во втором — ответ |
влением электронного потока в сеточную |
цепь. |
|
|
|
При уменьшении анодного напряжения уменьшается поток
|
|
|
|
|
|
|
электронов с катода на анод. Благодаря этому |
сеточная |
ха |
рактеристика |
смещается |
вправо |
(практически |
параллельно |
самой себе). Несколько анодных характеристик, снятых |
при |
различных значениях сеточного |
напряжения, |
называют |
с е |
м е й с т в о м |
а н о д н ы х |
х а р а к т е р и с т и к |
(рис. |
10.86). |
При Ug = 0 анодная характеристика, подобно характерис |
тике диода, начинается от начала |
координат. |
При |
положи |
тельном Ug в нижней части характеристики наблюдается рез кий подъем. Это объясняется наличием ускоряющего электри ческого поля в промежутке сетка-катод.
В подавляющем большинстве случаев лампа работает в. области отрицательных напряжений на сетке.
Б. Параметры триода
Основными параметрами триода являются:
—крутизна статической характеристики (S);
—внутреннее сопротивление (Ri);
—коэффициент усиления (ц).
Крутизна статической характеристики
при U a= const |
S |
dUg ~ |
AUg maje |
|
|
|
|
(рис. 10. |
8). |
|
|
|
ма/в |
|
Величина S характеризует чувствительность анодного то |
ка к изменениям сеточного напряжения, |
измеряется в |
|
и |
зависит от конструктивных особенностей |
ламп (гуще сетка,, |
ближе к катоду — больше крутизна). |
(1,54-6) |
ма/в. |
|
|
У приемно-усилительных триодов S = |
|
|
|
Внутреннее сопротивление лампы |
|
|
|
|
при Ug = const. |
|
dU_a _ A U a |
|
|
|
|
|
dia |
Ai |
|
|
|
и |
Величину Ri можно найти по конечным приращениям A U a |
Аіа, взятым на |
некотором участке анодной характеристики. |
Зависит Ri от конструкции лампы (чем больше густота сетки, дальше анод от катода, тем больше Ri, так как меньше U a влияет на іа). У приемно-усилительных ламп R ,= (54-50) ком.
Коэффициент усиления лампы |
_ 4Ua |
„ = _ |
düa _ |
при іа= const. |
dU g - |
AUg |
Величина р, показывает, во сколько раз сеточное напряже ние влияет на анодный ток сильнее анодного напряжения. О п ределяется по конечным приращениям на анодных характе ристиках.
Параметры триода связаны между собой и удовлетворя
ют соотношению:
S-Ri= p.
Типы триодов: 6Н ІП , 6Н2П, 6НЗП, 6 С ІП , 6С5С и др.
В. Динамический режим триода
Впрактических схемах в анодную цепь лампы включают
какую-либо нагрузку, например резистор R a (рис. 10. 9). Л ам па в этом случае работает в динамическом (рабочем) режиме. Действительно, при наличии в анодной цепи резистора R a анодный ток создает на этом резисторе падение напряжения
Ujta = Іа • Ra.
Напряжение на аноде лампы меньше напряжения источника
Е а на величину URa:U a= E a— URa= E a— ia -R a.
Таким образом, напряжение на аноде зависит в динами ческом режиме от анодного тока. Но анодный ток зависит от
|
|
|
|
|
|
|
|
|
величины напряжения на сетке U g, то есть от U g |
зависит и |
U a. Отсюда в динамическом режиме анодный |
ток |
сложным |
образом зависит от U a |
(которое определяется |
величиной R a) |
и напряжения на сетке |
U g. |
|
|
|
|
пи |
Характеристики лампы, снятые при наличии в анодной це |
резистора |
нагрузки, |
называются |
д и н а м и ч е с к и м и |
( р а б о ч и м и ) . |
Они отличаются от статических. |
|
|
Сеточной динамической характеристикой называется кри |
вая, показывающая зависимость: |
|
|
|
|
|
ia= Fi(Ug) |
при E a= const, Ra = const. |
|
ет |
Если R a чисто активно, динамическая характеристика име |
вид сеточной анодной |
характеристики, но проходит более |
полого и не совпадает |
ни с одной |
из |
статических характе |
ристик (рис. 10. |
10), так |
как при |
непрерывном |
изменении |
анодного тока іа под влиянием сеточного напряжения U g про исходит непрерывное изменение анодного напряжения
f U a= E a lia 'R a .
Рис. 10. 10. Динамическая сеточная характеристика триода.
Это ведет к непрерывному изменению влияния электрического поля анода на электронный поток, то есть динамическая ха рактеристика пересечет статические под некоторым углом, определяемым крутизной динамической характеристики.
Величина тока насыщения в динамическом режиме І8ДШі определяется величиной R a:
где Rio— сопротивление лампы постоянному току.
Оно зависит от напряжения на сетке и меняется в широких
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пределах |
при U gf , |
R l0j , Iaf . |
|
|
|
Если R a> |
Ri, то |
Ia |
R a |
IБДИН.’ |
|
|
Это значение |
тока |
д и н а м и ч е с к о г о |
|
называют |
т о к о м |
|
н а с ы щ е н и я , |
а соответствующий ему |
режим схемы — р е |
|
ж и м о м д и н а м и ч е с к о г о н а с ы щ е н и я . |
|
При разных значениях |
Ra величина |
тока динамического |
насыщения и крутизна сеточной динамической характеристики различны. Чем больше R a, тем меньше крутизна характерис тики. В усилительных схемах принимают R a= десяткич-сотни килоом.
Крутизна динамической сеточной характеристики
S |
= s |
— —___ |
5дин. |
5 |
R, -I- R a ’ |
где S — крутизна статической |
характеристики; |
Ri — внутреннее сопротивление переменному току.
§ 10.4. Четырехэлектродные лампы (тетроды)
Между электродами лампы существуют емкости (рис. 10. 10а). При работе на высоких частотах через междуэлектрод ные емкости протекают значительные токи, которые оказыва ют чаще всего вредное влияние на работу РТУ, Наиболее вредной является емкость C ag, за счет которой может про изойти самовозбуждение устройства. Для уменьшения влия ния емкости Cag между управляющей сеткой и анодом уста навливают еще одну сетку, называемую э к р а н и р у ю щ е й . В результате получают тетрод.
Рис. 10. 10 а. Междуэлектродные емкости триода.
Н а экранирующую сетку тетрода подается постоянное по ложительное (относительно катода) напряжение U 3. По высо
кой частоте экранирующая сетка замкнута |
на |
корпус через |
С э, то есть емкость C ag как бы разделяется |
на |
две (происхо |
дит экранирование анода от управляющей сетки лампы). При этом Cga^Cga (доли пикофарады) и переменный ток течет на
Рис. 10. 106. К объяснению принципа действия экранирующей сетки.
корпус, минуя управляющую сетку. Этим и объясняется суще ственное уменьшение в тетроде связи между цепью анода и цепью управляющей сетки.
А. Статические характеристики тетрода
Поскольку в рабочих условиях напряжение U 3 остается не изменным, анодный ток тетрода можно рассматривать как функцию двух напряжений:
ia = |
Fi(U g> |
Ui) при |
U 3 = const. |
в виде |
Эту функцию, как |
и в случае триода, представляют |
статических сеточных и |
анодных |
характеристик |
анодного |
тока (рис. 10. 11). Иногда снимают семейство характеристик тока в цепи управляющей сетки.
Кроме анодного тока іа и тока ig, в тетроде всегда имеется ток экранирующей сетки іэ. Он обусловлен тем, что часть электронов, движущихся от катода к аноду, перехватывается
а
Рис. 10. 11. Статические характеристики тетрода : а — сеточ ные; б — анодные.
экранирующей сеткой, имеющей положительный потенциал относительно катода. Поэтому вместе с семейством анодных характеристик анодного тока изображают семейство анодных характеристик тока экранирующей сетки:
при U a= const |
(рис. |
i3 = F2 (U g, Ua) |
10. 116). |
Рассмотрим |
сеточные характеристики анодного тока (рис. |
10. 11а). |
|
|
Из рисунка видно, что при фиксированном значении U 3 и |
различных значениях |
анодного напряжения U a3> U a2> U ai |
характеристики выходят из одной точки, а затем, хотя и рас ходятся, но близко примыкают друг к другу. Это указывает на слабую зависимость анодного тока от анодного напряже ния (действие экранирующей сетки). Напряжение на экра нирующей сетке существенно влияет на анодный ток в лампе, причем его влияние подобно влиянию анодного напряжения в триоде.
Недостатком тетрода, рассмотренного нами, является на
личие провалов в анодных характеристиках анодного |
тока |
(рис. 10. 116, пунктирные линии), обусловленных |
Ѵтакэ, |
назы |
ваемым динатронным эффектом. Сущность эффекта в том, |
что при анодном напряжении, близком к величине |
|
но не |
сколько меньшем U a, электроны основного потока, |
имеющие |
большую скорость, выбивают из анода вторичные электроны.
Последние под действием поля между анодом |
и |
экранирую |
щей сеткой движутся к экранирующей сетке, |
в |
результате |
анодный ток уменьшается, а ток іэ возрастает |
(рис. 10.12). |
При 'Ua> U 3 поле между экранирующей сеткой и анодом ме няет свое направление и вторичные электроны возвращаются на анод.
(/а-з>0
1/а>1/з
Рис. 10. 12. Схематическое изображение |
электрических полей |
в тетроде. |
' |
Из-за этого недостатка такие тетроды в приемно-усили тельной аппаратуре не применяются. Н а практике использу
ют л у ч е в ы е т е т р о д ы . В лучевых тетродах между эк ранирующей сеткой и анодом устанавливают металлические экраны, электрически соединенные с катодом (рис. 10. 13). Экраны изменяют поле так, что электроны движутся не по всем направлениям, а двумя узкими лучами.
Рис. 10. ДЗ. Устройство лучевого тетрода.
Благодаря этому плотность заряда в лучах оказывается достаточной, чтобы осуществить электростатическое отталки вание вторичных электронов снова к аноду — ликвидируется
динатронный эффект. |
|
|
что и |
Тетроды характеризуются теми же параметрами, |
триоды: крутизной S, внутренним сопротивлениемком.R B и коэф |
фициентом |
усиления p = S - R B. Величина S у |
тетродов |
при |
мерно такая же, как и у триодов, |
а RB = ЗОн-150 |
|
В радиоаппаратуре широко применяются следующие типы |
лучевых тетродов: 2П ІП , 6П ІП , 6ПЗС, 6П ІЗС, |
6ПІ8С,- 6П36С, |
6П6С, 6П7С. |
|
|
|
§ 10. 5. Пятиэлектродные лампы (пентоды) |
|
|
А. Принцип работы |
|
|
Пентод отличается от тетрода наличием третьей сетки, на |
зываемой |
а н т и д и н а т р о н н о й |
(защитной) |
сеткой |
(ЗС). |
Она расположена между экранирующей сеткой (ЭС) и ано дом (а) и предназначена, для устранения динатронного эф
