книги из ГПНТБ / Власов В.Ф. Электронные и ионные приборы Учеб.пособие для радиотехн.вузов и фак

делить все основные параметры лампы. Наблюдения можно представить в виде такой таблицы:

Из данных первого и второго отсчётов вычисляем внутреннее сопротивление

По результатам второго и третьего отсчётов находим кру­ тизну

S =

Сопоставляя первый и третий отсчёты, вычисляем коэффици­ ент усиления

Ua - U ап f* = ие~ и Си

Очевидно, что последовательность отсчётов может быть взята иной.

§ 8.6. Зависимость параметров триода от конструкции лампы

Крутизна характеристики S

Для рабочих режимов при отрицательных потенциалах сетки, при которых отсутствует сеточный ток, крутизна характеристи­ ки 5 равна

гагс Р

В этой формуле зависимость 5 от размеров электродов опре­

деляется множителем — . Анализируя возможности увели-

гагс Р2

чения крутизны характеристики, отметим, что при использовании катодов прямого накала плоская конструкция электродов яв­ ляется вообще более выгодной для повышения S, чем цилиндри-

150

ческая конструкция. При плоском аноде больших размеров катод

вие чего значительно увеличивается анодный ток и крутизна его характеристики. Для увеличения S необходимо уменьшать рас­ стояние между электродами, причём определяющим является расстояние сетка—катод гс.

В современных лампах расстояние сетка—катод имеет поря­ док десятых и даже сотых долей миллиметра. Применение таких малых расстояний требует весьма жёсткой конструкции всех электродов и точного, аккуратного монтажа их во избежание ка­ сания сетки и катода. При очень малых расстояних катод—сетка во избежаниеобразования «островков» и связанной с этим по­ тери сеткой её управляющего действия сетку необходимо делать очень густой. Так как на практике обычно шаг сетки стараются иметь не более удвоенного расстояния между катодом и сеткой, то приходится проволоку, из которой изготовляется сетка, брать очень тонкой, порядка нескольких десятков микрон, а в отдель­ ных случаях порядка нескольких микрон.

Коэффициент усиления (х и проницаемость D

Зависимость-коэффициента усиления лампы от размеров элек­ тродов можно установить, используя соотношения:

Для вычисления проницаемости D необходимо найти отно­ шение междуэлектродных ёмкостей Сас и Сск . Задача эта ре­ шается методами электростатики и сводится к вычислению распределения потенциала в лампе и выражению величины заря­

да, индуктируемого на катоде, через потенциалы сетки Uс и ано-

Q

да Uа, откуда находится величина отношения ёмкостей — .

С ек

Для вычисления р. укажем формулы, которые при сравни­ тельной простоте дают для ламп с диаметром витков сетки Ьс, значительно меньшим шага сетки d(8c < 0 , Ы), результаты, хо­ рошо совпадающие с опытными данными.х)

') Более точные формулы для н- см. в книге Б. М. Царёва «Расчёт и кон­ струирование электронных ламп», Госэнергоиздат, 1952 г.

151

Для плоско-параллельного триода с сеткой из параллельных проволок (рис. 8.17а) коэффициент усиления определяется фор­ мулой

объясняется тем, что при увеличении этого расстояния влияние

анода на величину поля у катода становится меньше, тогда как влияние сетки не изменяется. Коэффициент усиления возрастает также при уменьшении шага сетки d, так как при этом сетка ста­ новится гуще и сильнее экранирует поле анода. Усиление стано­ вится больше также при увеличении диаметра витков сетки.

Для цилиндрического триода с сеткой из параллельных прово­ лок (рис. 8. 176) коэффициент усиления определяется формулой

Здесь N— количество прутков сетки; остальные обозначения ясны из рис. 8.176.

Из этой формулы следует, что коэффициент усиления возрас­ тает, как и следовало ожидать, с увеличением радиуса анода,, числа прутков сетки N и диаметра прутков сетки §с.

Следует отметить, что ф-лы (8.26а), (8.266) применимы лишь в том случае, когда шаг сетки d невелик (d < 2 гс). В противном случае, неравномерность распределения потенциала, имеющаяся всегда в плоскости сетки, распространяется до минимума потен­ циала у катода, где происходит регулирование тока, возникает «островковый» эффект и наблюдаемые значения коэффициента усиления оказываются меньше расчётного.

152

§ 8.7. Зависим ость парам етров от реж и м а работы триода

Зависимость параметров от напряжения накала

Согласно полученным формулам в режиме пространственно­ го заряда изменение накала не должно влиять на величину тока и на параметры лампы. Но в действительности, при изменении температуры катода изменяются рабочие размеры электродов вследствие изменения длины охлаждённых концов катода. По­ этому при малых накалах катода, когда охлаждённые концы ве­ лики, рабочая поверхность анода уменьшается, вследствие чего величина анодного тока и крутизна характеристики имеют не­ большую величину. При повышении накала крутизна увеличи­ вается и, достигая при нормальном накале наибольшего значе­ ния, дальше остаётся практически постоянной. Последнее объяс­ няется тем, что при достаточно высокой температуре катода его рабочая поверхность соответствует геометрической поверхности анода и действие охлаждённых концов не проявляется.

В современных лампах с полупроводниковыми катодами зави­ симость крутизны от напряжения накала, помимо влияния ох­

дит к уменьшению крутизны.

При малых расстояниях сетки от катода зависимость крутиз­ ны от напряжения накала может быть обусловлена также тем, что при изменении температуры катода изменяется расстояние от минимума потенциала у катода до сетки.

На рис. 8.18 показаны результаты измерения параметров лам­ пы 6С1П при разных накалах её катода и при постоянных зна­ чениях напряжений Uа и Uc. Кривая S = f (C/J подтверждает вышеизложенное. Кривая jx = f (UH) показывает, что коэффициент усиления в значительном интервале изменений UHостаётся почти

153

кривляются и идут близко друг к другу так, что при переходе с одной кривой на другую, что соответствует определённому изме­ нению анодного напряжения Д Ua, анодный ток изменяется на

очень малую величину А/ а . Внутреннее сопротивление R ,= — Д/а

велико. При переходе в прямолинейную восходящую часть ха­

жает увеличиваться, характеристики не сближаются, вследствие

трёхэлектродной лампы при различных потенциалах Uc . Харак­ тер Полученных зависимостей для S и Rt подтверждает сказанное выше об изменении этих параметров. Зависимость н-=/('£/г ) по­ казывает, что коэффициент усиления остаётся постоянным почти для всей характеристики, уменьшаясь несколько при больших от­ рицательных U с и при переходе в режим насыщения. Уменьше­ ние [а при больших отрицательных Uс объясняется тем, что при этих режимах происходит образование «островков испускания» на катоде (§ 8.4). На анодный ток, образуемый электронами, идущими с этих островков, и электронами, попадающими на анод за счёт краевогоэффекта, сеточный потенциал влияет очень ма­ ло; наоборот, влияние анодного напряжения на анодный ток в этой области относительно возрастает, вследствие чего коэффи-

циент усиления, равный р.= уменьшается. При пере­

a=const

ходе в область насыщения, где действие пространственного за­ ряда нейтрализовано, управляющее действие сетки значительно уменьшается; на изменение анодного тока в этой области влия­ ет, главным образом, распределение суммарного тока / к между анодом и сеткой, зависящее, как показывают характеристики, от

•155

ГЛАВА 9

ТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ В ТРИОДЕ

§ 9.1. Общий вид характеристик сеточного тока

Электронный ток в цепи сетки возникает при положительном напряжении сетки относительно катода. Если анодное напря­ жение равно нулю, то анодного тока нет (/„= 0) и все электро­ ны, прошедшие минимум потенциала, образованный пространст­ венным зарядом вблизи катода, попадают на сетку, т. е. I к =1С. При повышении положительного напряжения сетки ток в цепи сетки увеличивается до достижения тока насыщения, равного току эмиссии катода.

Если на аноде имеется некоторый положительный потенциал,

насыщения 1енас, который наступает одновременно с наступлением

анодного напряжения распределение тока эмиссии между ано­

повышении анодного напряжения должно равняться увеличению

только в области насыщения; в восходящей части характеристик увеличение анодного тока при повышении Ua происходит глав­ ным образом за счёт ослабления действия пространственного заряда и поэтому в этой области увеличение анодного тока всегда значительно больше, чем уменьшение тока сетки, вызы­ ваемое повышением Uа.

Если, достигнув режима насыщения, продолжать увеличи­ вать положительное напряжение сетки, то при достаточно боль­ ших U с происходит перераспределение токов анода и сетки. Когда напряжение сетки, увеличиваясь, приближается по своей величине к анодному напряжению и при дальнейшем увеличе­ нии делается больше него, ток сетки резко возрастает, в то вре-

158

мя как анодный ток соответственно уменьшается '). Характе­ ристики рис. 9.1 показывают, что чем выше взято постоянное положительное напряжение на аноде, тем до большего значения увеличивается сеточный ток в процессе перераспределения и тем меньше получается анодный ток при больших положительных потенциалах Uc. Одновременно с этим при высоких анодных на­ пряжениях характеристика сеточного тока (зависимость / с при

котором интервале зна­ чений Uс ток сетки уменьшается при уве­ личении положитель­ ного потенциала сетки (участок АВ). Эти яв­ ления, искажающие нормальную картину распределения токов, обусловлены возникно­ вением вторичной эмиссии электронов, выбиваемых с одного электрода й перелетаю­ щих на другой элек­

трод, обладающий более высоким положительным потенциалом. Зависимость сеточного тока от анодного напряжения нагляд­ но показывают сеточно-анодные характеристики I c=f(Ua), сни­ маемые при постоянных положительных потенциалах сетки (рис. 8.4). Из этих кривых видно, что ток в цепи сетки весьма

большой при анодном напряжении, равном нулю или немного большем нуля, вначале при повышении анодного напряжения уменьшается очень резко и затем, когда анодный потенциал де­ лается выше сеточного потенциала, ток сетки продолжает умень­ шаться, но значительно медленнее, чем вначале, так что характе­ ристики I c=f{Ua) имеют вид кривых гиперболического типа.

Распределение электронов между положительно заряжен­ ными анодом и сеткой зависит от того, по каким траекториям двигаются электроны от катода к сетке и к аноду и, следова­ тельно, зависит от формы электрического поля в междуэлектродном пространстве лампы.

Картина электрического поля в междуэлектродном прост­ ранстве вообще зависит от конструкции электродов лампы и от величины их потенциалов. Если в лампе с определённой конст­ рукцией электродов, имеющих положительные потенциалы Ua и Uc , изменить оба эти потенциала в одинаковое число раз, то

>) В лампах с оксидными катодами уменьшения анодного тока обычно не наблюдается, а имеет место лишь замедление роста анодноГо тока с ростом напряжения сетки.

159