3.2. Расчет геометрических размеров системы электродов

Методика расчета геометрических размеров СЭ приводится для наиболее часто применяемых триодных и тетродных систем электродов электронных ламп.

3.2.1. Расчет межэлектродных расстояний

Для плоской конструкции расстояние «катодсетка» (первая):

, (3.11)

г де  площадь активной части катода, эмитирующей электроны (  ширина катода;  высота активной части катода);  коэффициент токопрохождения, равный отношению тока анода к току катода , в первом приближении может быть задан выражением , где  коэффициент заполнения сетки, равный отношению диаметра проводников сеточной структуры к расстоянию между соседними проводниками (шагу) сетки ;  постоянная объемного заряда (постоянная Гринберга). Для триода , для лучевого тетрода . Отношение расстояний «катоданод» и «катодсетка» («катодсетка вторая» и «катодсетка первая» ) выбирается при этом в пределах 2…6;  проницаемость сетки (в лучевом тетроде проницаемость сетки первой );  максимальный анодный ток в рабочем режиме, А;  крутизна статической анодно-сеточной характеристики в точке, соответствующей , А/В. Величины определяются режимом использования лампы; геометрия катода рассчитана в 3.1.

Для цилиндрической конструкции лампы

, (3.12)

где ;  диаметр катода (решетки или керна).

Для подогревного оксидного катода найденное расстояние является окончательным. Для решетчатого ВТКК производится проверка: . Если , то решетчатый катод при Рис. 3.3

расчете не может представляться, как это требуется в формуле (3.12), сплошной поверхностью. В этом случае необходимо считать его действующую поверхность, которая будет меньше, чем у сплошного катода (рис. 3.3, область между штриховыми линиями) [2].

Расстояние с учетом реального размера действующей поверхности может быть рассчитано по формуле

, (3.13)

где  высота ячейки, угол наклона нитей и число ячеек в решетке соответственно (см. 3.1.1). После определения находят другие межэлектродные расстояния: в триоде , в лучевом тетроде . Для цилиндрической конструкции рассчитывают диаметры сетки и анода в триоде или сетки первой и сетки второй в лучевом тетроде:

(триод);

, (лучевой тетрод).

3.2.2. Расчет сеточной структуры

Методика расчета зависит от типа сетки, однако наиболее распространенные конструкции стержневой (рис. 3.4, а) и спиральной (рис. 3.4, б) сеток можно рассчитывать по единой методике.

Шаг сетки триода определяют следующим образом:

. (3.14)

Аналогичным образом находят шаг первой сетки лучевого тетрода:

. (3.15)

После этого рассчитывают диаметр сеточных проводников и задают высоту сеточной структуры исходя из соотношения . Для стержневой сетки определяют число сеточных проводников (стержней) и задают диаметр и число витков упрочняющей навивки для обеспечения необходимой жесткости сеточной конструкции. Для спиральной сетки находят число витков спирали , а также выбирают и уточняют в ходе тепловых расчетов диаметр и число траверз для наиболее эффективного отвода тепла от сетки.

Стержень

Виток

Траверза

а б

Рис. 3.4

Приведенная методика расчета межэлектродных расстояний основана на использовании закона «степени трех вторых», что, как указывалось в 2, справедливо лишь для конструкций с равномерным распределением электростатического поля вдоль катода, когда возможно сведение лампы с сетками к эквивалентному диоду. Поэтому после расчета структуры управляющей сетки систему электродов проверяют на сводимость:

, , (триод);

, , (лучевой тетрод).

Если проверка на сводимость не выполняется, то расчет геометрических размеров СЭ повторяется при задании меньшего значения .

На этом расчет системы электродов триода заканчивается, и остается уточнить заданное вначале значение коэффициента токопрохождения :

. (3.16)

Если уточненное значение существенно отличается от первоначального, нужно повторить расчет системы электродов по формулам (3.11)(3.16) с уточненным коэффициентом токопрохождения. В тех случаях, когда получаются очень малые значения и ( ), нужно использовать несводимую конструкцию. Тогда проницаемость будет меняться вдоль системы электродов от максимального значения между витками сетки до минимального под витком . Более подробно с расчетом несводимых конструкций можно познакомиться в [2].

Для завершения расчета СЭ лучевого тетрода необходимо рассчитать размеры второй сетки и расстояние «сетка втораяанод» ( ).