Статические параметры диода
Крутизна характеристики отражает управляющее воздействие изменения UАна изменениеIАв режиме пространственного заряда:
S=ΔIА/ ΔUА, мА/В приUн=const.
Крутизна характеристики в различных её точках разная, т.к. сама характеристика нелинейная. Очевидно, чем ближе к катоду расположен анод, тем управляющее воздействие поля анода на пространственный заряд больше и Sсоответственно больше. Ламповые диоды имеютS=2…6 мА/В.
Внутреннее сопротивление характеризует сопротивление диода изменяющемуся току, т.е. переменному току:
Ri = ΔUА / ΔIА приUн=const.
Внутреннее сопротивление диода Ri составляет 50…1000 Ом.
Предельные параметры диода
Допустимая мощность, рассеиваемая анодом PА max.Бомбардировка анода электронами, которые подлетают к нему с громадной скоростью, приводит к его сильному разогреву за счёт преобразования кинетической энергии движущихся электронов в тепловую. Эта мощность отдаётся анодом в окружающее пространство. При этом устанавливается тепловой баланс между теплом, выделяемым на аноде и отдаваемым им в окружающее пространство. При нарушении баланса анод перегревается, и лампа выходит из строя.
Допустимое обратное напряжение UА.max . Вакуумный диод, применяемый для выпрямления переменного тока, называетсякенотрон. При подаче на него переменного напряжения знак напряжения на аноде меняется через полпериода, т.к.Riоткрытого диода сравнительно мало, его прямое напряжение также невелико. При подаче обратного напряжения сопротивление диода очень велико, и он оказывается под высоким напряжением источника. Высоковольтные диоды должны обладать большим допустимым обратным напряжением.
Диоды в основном применяют для выпрямления переменного тока благодаря свойству односторонней проводимости. Однако эффективность применения ламповых диодов в качестве выпрямителей ниже, чем полупроводниковых из-за больших потерь напряжения и меньшей надёжности.
Устройство и принцип действия триодов
Для того чтобы увеличить возможность управления потоком электронов, эмиттированных катодом, тем самым расширить область применения электронных ламп, были созданы трёхэлектродные лампы – триоды. В триоде между анодом Аи катодомКпомещён ещё один электрод –управляющая сетка УС.Сетка конструктивно представляет собой либо спираль, либо сетку из переплетённых проводов и выполняется из вольфрамового, никелевого или молибденового провода. Условное изображение триода в схеме дано на рисунке. Как и в диоде, в триоде имеются цепь накала для разогрева катода и цепь анода для получения ускоряющего поля для электронов. Главное отличие триода от диода в том, что в триоде имеется дополнительная возможность управления анодным током путём изменения напряжения между сеткой и катодом.
А
С
К
н н
Подадим постоянное напряжение между анодом и катодом UА плюсом на анод и будем менять напряжение между управляющей сеткой и катодомUС по величине и по знаку. При подаче отрицательного напряжения на сетку для электронов пространственного заряда создаётся тормозящее поле, поэтому в каждой точке между сеткой и катодом на электроны действует поле, образовавшееся в результате взаимодействия между ускоряющим полем анода и тормозящим полем сетки. При определённом отрицательном напряженииUС анодный ток становится равным нулю, тормозящее поле создаётся не только у витков сетки, но и в промежутках между ними, препятствуя пролёту электронов от катода к аноду. При этом пространственный заряд у катода имеет наибольшую плотность. Будем уменьшать отрицательное напряжение на сетке, результирующее поле между витками сетки меняется и становится ускоряющим для электронов. Чем меньше отрицательное напряжение на сетке, тем сильнее действует ускоряющее поле и тем больше становится токIА. При подаче положительного напряжения +UC электроны получают ускорение не только за счёт поля анода, но также и за счёт поля сетки. Анодный ток становится ещё больше. Однако часть электронов притягивается непосредственно к виткам сетки и образует ток сеткиIС. Таким образом, при положительном напряжении на сетке общий катодный токIК разветвляется на два тока: анодныйIА и сеточныйIС.
UД = UC + DUА , гдеUД – действующее напряжение,D–проницаемость триода.
D= CАК / CСК , гдеCАК – ёмкость анод-катод,CСК – ёмкость сетка-катод.