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

ших анодных напряжениях (Uа > Д<.а ) анодный ток тетрода, имеющего такие же по размерам электроды, как пентод, значи­ тельно больше, чем у пентода, за счёт вторичных электронов, выбиваемых с экранирующей сетки и переходящих на анод. Та­ ким образом, в пентодах искажающее влияние динатронного эф­ фекта на распределение тока между анодом и экранирующей сеткой отсутствует при всех режимах.

Пентод является наиболее совершенной из рассмотренных нами ламп. При соответствующем выборе конструкции электро­ дов пентода можно сделать как специальные пентоды для уси­ ления токов высокой частоты, превосходящие по своим качест­ вам экранированную двухсеточную лампу, так и низкочастот­ ные пентоды для предварительного или оконечного усиления токов звуковой частоты. Пентод позволяет путём переключения сеток превращать его в тетрод или триод, так что можно один и тот же тип пентода применить для самых разнообразных на­ значений; это позволяет использовать пентод как универсальную лампу.

§ 11.3. Токораспределение в пентоде

Подавление динатронного эффекта в цепях анода и экра­ нирующей сетки пентода устраняет искажающее влияние вто­ ричной эмиссии с этих электродов на токораспределение. По­ этому для нахождения соотношений между I а, /с2 и 1К в пен­ тоде можно воспользоваться (с известным приближением) фор­ мулами токораспределения, найденными для триода с положи­ тельно заряженной сеткой. При этих расчётах примем, что об­ щий электронный ток катода I к, величина которого зависит от действующего на управляющей сетке напряжения £/ аь распре­ деляется между положительно заряженной экранирующей сет­ кой и системой из защитной сетки и анода, для которых совмест­ ное действие их напряжений заменим действующим в плоскости защитной сетки эквивалентным потенциалом U аз-

Обозначим проницаемости управляющей, экранирующей и защитной сеток соответственно через Du Д г, Da и найдём выра­ жения для действующих на этих сетках напряжений.

Действующее напряжение на управляющей сетке пентода так же, как мы это имели для экранированного тетрода, можно выразить формулой

(11.4)

Входящее в это уравнение действующее напряжение на эк­

211

так как опыт показывает, что из-за экранирующего действия траверс управляющей сетки и получающегося вследствие этого

При отрицательном потенциале Uсь который обычно задают как напряжение смещения на управляющую сетку в усилитель­

и действующего в плоскости третьей сетки напряжения Ugз • Заменим третью сетку и анод эквивалентным анодом, рас­

положенным на месте третьей сетки и имеющим потенциал f/аз» определяемый ф-лой (11.6). Если третья (защитная) сетка сое­ динена с катодом, то её напряжение UC3 = 0 и действующее на ней напряжение Uд3 равно

Uа+ ^С2

(11.9)

1 + D3+ &№

При Ucs = 0 ток в цепи защитной сетки равен нулю и все электроны,, приходящие на эквивалентный анод, т. е. достигаю­ щие плоскости защитной сетки, попадают на анод и составляют

212

ток 1 а . Для рабочей пологой части характеристики / а = /(£/я)> где нет возврата электронов из пространства за экранирующей сеткой обратно к этой сетке, распределение токов определяется

Отметим, что в режиме перехвата коэффициент токораспределения в пентоде очень мало изменяется при изменении анод­ ного напряжения; это видно из рис. 11.11, где показаны харак­ теристики токов I а, 1Сг и 1К, остающихся почти постоянными в широких пределах изменения анодного напряжения, а также показана характеристика K=f(Ua).

Начальная часть анодной характеристики Ia=f(Ua) при малых анодных напряжениях, как указывалось, определяется возвра­ том электронов из пространства между второй и третьей сет­ ками обратно к экранирующей сетке. В соответствии с тем, что было найдено для режима возврата в триоде, можно указать,

Качественную экспериментальную проверку изложенных выше положений о характере токораспределения в пентоде можно сде­

ветствии с ф-лами (11.10) и ( 11. 11) токораспределение должно

определяться только отношением напряжений -^2-, а не абсо-

лютными значениями их.

На рис. 11.12 показаны результаты таких измерений и рас­

снятые при различных напряжениях Uc2, лежат очень близко друг к другу; при изменении напряжения Ua в широких преде­

213

фициента'токораспределения к от абсолютных значений напря­ жений Ua и Uc2, базирующийся на теореме подобия полей, стано­ вится несправедливым.

Для того чтобы проследить влияние пространственного заряда на токораспределение в пентоде, исследуем зависимость анодного

тока и тока экранирующей сетки от суммы этих токов: I =

= f(Ia + U), Icг — f Uа "Ь Iс%) ПРИ постоянных напряжениях анода и экранирующей сетки. Величину тока Ia -j- 1с2 будем изменять

с помощью напряжения первой сетки. Как следует из (11.10) и

это выполняется только для режима прямого перехвата, что мож­ но видеть из рис. 11.13а и б, где показаны результаты исследо-

214

la'lc2.™

la

215

ваний, выполненных для пентода 6Ж 8 в двух режимах: при —- —2

(рис. И. 13а), что соответствует режиму прямого перехвата элек­

увеличении суммарного тока 1а+ 1 са , идущего от первой сетки, анодный ток и ток экранирующей сетки возрастают практиче­ ски линейно. Коэффициент токораспределения с ростом суммар­ ного тока в связи с некоторым снижением потенциала за экра­ нирующей сеткой уменьшается, но незначительно. Следователь­ но, в режиме прямого перехвата пространственный заряд отно­ сительно слабо влияет на процессы токораспределения.

на участке экранирующая сетка — защитная сетка возникает минимум потенциала, который способствует возврату электро­ нов к экранирующей сетке. При этом рост анодного тока замед­ ляется, а ток экранирующей сетки начинает расти быстрее; ко­ эффициент токораспределения уменьшается.

приходится подавать положительное напряжение. В подобном режиме ток анода, достигнув максимального значения непосред­ ственно перед моментом возникновения виртуального катода, далее начинает*уменьшаться, в то время как ток экранирующей сетки продолжает расти; коэффициент токораспределения при этом быстро уменьшается.

Виртуальный катод при отрицательных напряжениях управ­ ляющей сетки обычно образуется лишь в мощных пентодах при больших токах. Внешним признаком этого режима является своеобразный вид семейства анодных характеристик в началь­ ной области (рис. 11.14а): характеристики при меньших отри­ цательных напряжениях управляющей сетки идут вначале ни­ же, чем характеристики при больших отрицательных Ucl, и, поднимаясь кверху, пересекают последние. Анодно-сеточная ха­ рактеристика пентода в режиме возврата (при Ua <^Uc2) имеет вид, представленный на рис. 11.14 6 ; с ростом Ucl анодный ток вначале растёт, а затем начинает падать вследствие возникно­ вения виртуального катода.

В заключение следует указать, что обычно граница между режимами возврата и прямого перехвата в современных пен-

216

отношений при больших токах, т- е. при больших напряжениях первой сетки.

Описанный в данном параграфе различный характер токораспределения на разных участках анодной характеристики пентода позволяет самому читателю без труда объяснить кажу­ щееся на первый взгляд странное противоречие этой характе­

рно. 11.14

ристики: анодное напряжение в пентоде при малых своих зна­ чениях сильнее влияет на изменение анодного тока, чем при больших значениях.

§ 11.4. Статические характеристики и параметры пентода

Статические характеристики

Характеристики пентода, показывающие зависимость анод­ ного тока и тока экранирующей сетки от напряжения экрани­ рующей сетки и с2 при постоянных Ua, Ucl, UcS, и характери­ стики, показывающие зависимость этих токов от напряжения управляющей сетки U при постоянных Ua, Uc2 и Uc3 , имеют такой же вид, как аналогичные характеристики тетрода, пока­ занные на рис. 11.3 и 11.4.

Отличие указанных характеристик пентода от характеристик тетрода проявляется только в том, что благодаря отсутствию динатронного эффекта в пентоде характеристики тока экранирую­ щей сетки в нём не имеют «падающих» участков, как это имеет место в тетроде, и, конечно, не могут заходить в область отри­ цательных значений тока I с3. В пентодах влияние анодного на­ пряжения на величину анодного тока обычно очень мало и по­ этому анодно-сеточные характеристики Ia=f(Uc2), снятые при разных значениях Uа , идут близко друг к другу в виде очень

217

узкого веерообразного пучка, расходящегося очень мало за счёт перераспределения токов I а и / с2 (здесь не будет расхождения кривых из-за влияния анодного напряжения, как в триоде, или из-за проявления динатронного эффекта, как в тетроде).

Такая форма анодносеточного семейства делает его очень неудобным для определения статических параметров или рас­ чёта рабочих динамических режимов пентода, вследствие чего эти характеристики для пентода вообще мало употребительны.

Основным семейством характеристик пентода, позволяющим производить все необходимые расчёты в статическом и динами­ ческом режимах, является семейство анодных характеристик

добное семейство характеристик усилительного пентода пред­ ставлено на рис. 11.15а.

К анодным характеристикам пентода обычно предъявляются следующие требования, вытекающие из условий получения наи­ большей полезной мощности при неискажённом усилении.

Во-первых, для неискажённого усиления необходимо, чтобы изменения анодного тока были прямо пропорциональны изме­ нениям напряжения управляющей сетки, т. е. чтобы динамиче­ ская характеристика I a=f(Uc1) была прямолинейной. Для ли­ нейности анодносеточной динамической характеристики при любом значении нагрузочного сопротивления кривые анодного семейства / а = f{Vc2) должны быть в своих пологих (рабочих) участках параллельны и отстоять друг от друга на одинаковом

того участка в пологие рабочие участки при возможно меньшем значении анодного напряжения. Это необходимо для того, что­ бы получить большее усиление напряжения и большую полезную мощность от усиливаемого сигнала, так как обе эти величины зависят от переменного напряжения на аноде (на нагрузке), которое можно иметь, очевидно, тем больше, чем больше рабо­ чий участок характеристики I a = f{Ua)-

Семейство характеристик, удовлетворяющее указанным тре­ бованиям, показано на рис. 11.156. Сравнение этих кривых, которые можно назвать характеристиками «идеального пенто­ да», с характеристиками реальных пентодов (рис. 11.15а) по­ казывает, что последние далеки от совершенства.

В заключение описания анодных характеристик пентода отметим, что пологие участки их соответствуют не режиму на­ сыщения, а режиму пространственного заряда, хотя внешний вид кривых при переходе от крутого участка к пологим и напоми­ нает переход в режим насыщения. Весьма сильная пологость

218

этих участков (в некоторых случаях кривые идут почти парал­ лельно оси абсцисс) объясняется очень малым влиянием анод­ ного напряжения в пентоде на анодный ток в режиме прямого перехвата.

а) /„.но

Рис, 11.15

Статические параметры

Из статических параметров пентода в первую очередь ука­ жем параметры, определяющие зависимость анодного тока от

219