Порядок выполнения работы
1. Изучить схему лабораторной установки.
2. Собрать схему. Для измерения анодного тока и тока накала установить приборы В7-21А в режим измерения тока
3.
Установить ток накала
.
4. Установить тумблер анодного напряжения в положение « – ».
5.
Изменяя анодное напряжение
через 0.02 В, снять зависимость анодного
тока
от
в
пределах 0 ~ 0.5
В.
6.
Построить зависимость тока анода от
напряжения на аноде в координатах
.
Примечание.
Так
как на микроамперметре падает напряжение,
то его надо учитывать. Поэтому в
зависимости
надо
использовать не измеренное значение
U,
а
,
где
;
для
предела 10 мкА;
для
предела 100 мкА;
для
предела 1 мА.
7.
Аппроксимируя полученную зависимость
прямой, определить
ее
тангенс
угла наклона
(
)
к оси абсцисс и вычислить температуру
катода Т:
.
8.
Построить интегральную функцию
распределения термоэлектронов по
скоростям
:
,
где
.
Здесь
число электронов при
,
его можно определить экстраполяцией
графика N(v)
до нуля. Кривая имеет вид, представленный
на рис. 3.
9. Используя полученную интегральную кривую, построить дифференциальную функцию распределения электронов по скоростям
.
Для
этого, как показано на рисунке, разбить
ось абсцисс на равные интервалы
и определить на оси ординат для каждого
значения
соответствующее число термоэлектронов
.
Результаты
расчетов
свести в таблицу.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Как связана плотность тока эмиссии с температурой? Назовите основные эмиссионные константы.
2. Каким законам подчиняется ток в диоде при положительном и отрицательном напряжении на аноде?
3. Объяснить, почему и как по вольтамперным характеристикам диода при отрицательном напряжении на аноде можно найти закон распределения термоэлектронов по скоростям.
4. Каков физический смысл интегральной и дифференциальной кривых распределения? Какова связь этих кривых с вероятностными характеристиками?
5. На чем основан метод определения температуры катода?
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гапонов В.И. Электроника. 4.1. М.: Физматгиз. 1960.
2. Добрецов Л.П., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. М.: Наука. 1966.
3. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. М.: Физматгиз. 1976.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ДИНАТРОННЫЙ ЭФФЕКТ.
ВОЛЬТАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕТРОДА И ПЕНТОДА
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение динатронного эффекта и расчет резонансного каскада на пентоде.
ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: лабораторная установка, включающая в себя пентод 6Ж4 и источники анодного, сеточного и накального напряжений.
ВВЕДЕНИЕ
Существенными недостатками триода являются большая проходная емкость и малое внутреннее сопротивление.
Для
устранения этих недостатков сконструирована
четырехэлектродная лампа - тетрод, в
котором кроме управляющей имеется
вторая или экранирующая сетка. Назначение
экранирующей сетки - уменьшение проходной
емкости
и повышение коэффициента усиления
и внутреннего сопротивления
.
Однако существенным недостатком тетрода является динатронный эффект – «провал» в анодной характеристике (рис.1).
Динатронный эффект вызван вторичной электронной эмиссией с анода. Вторичные электроны, вылетевшие с анода, попадают на вторую сетку и анодный ток уменьшается. В диодах и триодах вторичная электронная эмиссия с анода тоже существует, но это не вызывает уменьшения анодного тока, так как вторичные электроны, вылетевшие с анода, возвращаются на него. Ведь анод имеет наибольший положительный потенциал. В тетроде же возможны случаи, когда потенциал второй сетки больше потенциала анода.
П
ротекающие
в
тетроде
процессы, соответствующие участкам
1-4
характеристики
(см. рис.1), следующие.
На
участке 1 кинетическая энергия электронов,
подлетающих к аноду при
,
мала для возникновения заметной вторичной
электронной эмиссии с анода, хотя
.
На участке 2 при
кинетическая энергия электронов,
достигающих анода возрастает настолько,
что появляется большое число вторичных
электронов. А так
как
на этом участке поле является ускоряющим
в сторону второй сетки, то электроны
захватываются этой сеткой и анодный
ток уменьшается.
Наиболее
сильно выражен динатронный эффект на
границе участков 2 и 3. В конце участка
3 напряжение
,
поле между анодом и второй сеткой
становится тормозящим для вторичных
электронов. На участке 4 все вторичные
электроны возвращаются на анод.
Динатронный эффект оказывает вредное влияние, так как может приводить к возникновению паразитной генерации из-за наличия на участке 2 отрицательного дифференциального сопротивления, к дополнительному расходу мощности в цепи экранирующей сетки, к существенным нелинейным искажениям.
Устранить динатронный эффект в тетроде можно созданием потенциального барьера для вторичных электронов между анодом и второй сеткой. Эта задача решается различными методами, на основе которых были созданы лучевой тетрод и пентод.
В
лучевых тетродах динатронный эффект
исключается за счет формирования плотных
потоков первичных электронов, которые
создают объемный заряд в пространстве
,
достаточный для образования потенциального
барьера, препятствующего попаданию
вторичных электронов с анода на
экранирующую сетку.
В пентоде динатронный эффект устраняется созданием тормозящего поля для вторичных электронов с анода с помощью третьей сетки, вводимой между второй сеткой и анодом. Эта сетка называется антидинатронной или защитной.
Защитная
сетка в пентоде является дополнительным
экраном с проницаемостью D<<1,
что позволяет уменьшить проходную
емкость лампы
до сотых долей пикофарада. Пентод также
обладает большим внутренним сопротивлением
и достаточными левыми характеристиками.