laba_3_Bogdanova

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра РТЭ

отчет

по лабораторной работе №3

по дисциплине «Вакуумная и плазменная электроника»

Тема: Изучение закономерностей токораспределения в триодах

Студент(ка) гр. 6209		Богданова М.В.
Преподаватель		Шевченко С.А.

Санкт-Петербург

2018

Цель работы.

Исследование режимов и характеристик токораспределения в различных типах электронных ламп (триодах).

Справочные данные исследуемых триодов.

Ia max=18мА

Ua max=150B

Ic max=5мА

Схемы измерительных установок.

Рисунок 1 – Измерительная схема для установки с триодом

Основные теоретические положения.

Многие режимы работы триодов и других многоэлектродных ламп предусматривают подачу положительных потенциалов, по крайней мере, на два электрода – анод и одну из сеток. В связи с этим поток электронов, движущийся от катода к аноду, частично оседает на положительно заряженной сетке. Такой процесс получил название процесса токораспределения в лампе. Процесс токораспределения можно характеризовать двумя основными параметрами: коэффициентом токопрохождения и коэффициентом токораспределения . Учитывая, что катодный , анодный и сеточный токи связаны между собой равенством , легко показать, что , .

Возьмем триод и измерим зависимости и от при двух значениях (рисунок 2). Сплошными линиями показаны анодные характеристики, пунктирными  сеточно-анодные.

Рисунок 2 – зависимости и от

Если по этим характеристикам рассчитать и построить зависимости от , то полученные кривые будут иметь вид, приведенный на рисунок 3.

Рисунок 3 – зависимость от

На рисунке 4 приведены фрагменты плоского триода, представляющие собой триодные ячейки, одинаковые по геометрическим размерам, но различающиеся картинами электрических полей и траекторий, полученными при разных потенциалах сетки (слева направо – 1 В; 3,5 В; 6 В; 20 В) и неизменном потенциале анода 10 В.

Рисунок 4 – фрагменты плоского триода

На рис. 4 потенциал сетки 3,5 В выбран равным «естественному» потенциалу , т. е. потенциалу, при котором картина электрического поля в триоде сохраняется такой же, какой она была в исходном диоде до помещения в него сетки. В этом случае электроны летят от катода к аноду по прямым линиям и на сетку попадают лишь те из них, которые вышли с участков катода, расположенных непосредственно под витками сетки. При этом

, где  коэффициент заполнения поверхности сетки проволокой. Типичными значениями являются . Снижение потенциала сетки вызывает провисание эквипотенциалей к катоду (рис.4–1В), фокусировку потока электронов и уменьшение поверхности катода, с которой выходят электроны, попадающие на сетку. Коэффициенты и при этом растут. При возникает провисание эквипотенциалей в сторону анода (рис. 4– 6В), расфокусировка электронного потока и к увеличение поверхности катода, с которой выходят электроны, перехватываемые сеткой. Коэффициенты и при этом уменьшаются. Режим токораспределения, при котором сила сеточного тока в основном определяется электронами, перехватываемыми сеткой при их движении к аноду (прямое направление движения), получил название режима прямого перехвата. Режим токораспределения, при котором сеточный ток определяется в основном электронами, возвращающимися из области анода, получил название режима возврата.

Условная граница режимов токораспределения определяется значением (см. рис. 3). Слева от этой границы преобладает режим возврата, справа  режим прямого перехвата.

Обработка результатов эксперимента.

1. Статистические характеристики триода

Таблица 1 - Анодная характеристика при Uc=0В

Ia,мА	0,2	0,4	0,8	1	2	3	4,2	5,5
Ua,B	10	20	30	40	50	60	70	80

Таблица 2 - Анодная характеристика при Uc=1B

Ia,мА	0,8	1,6	3,4	4,4	6	7,8	9,8	10,2
Ua,B	10	20	30	40	50	60	70	75

Таблица 3 - Анодная характеристика при Uc=2В

Ia,мА	2	3,8	5	7	8,4	10,4	12	13
Ua,B	10	20	30	40	50	60	70	75

Таблица 4 - Анодная характеристика при Uc=3В

Ia,мА	2	5	7	9	11	13	15	16
Ua,B	10	20	30	40	50	60	70	75

Таблица 5 - Анодная характеристика при Uc=4В

Ia,мА	4,4	6,5	8,6	10,7	12,8	14,9	17	18
Ua,B	10	20	30	40	50	60	70	75

Рисунок 5 - анодные характеристики триода

Таблица 6 - Сеточно-анодные характеристики для Uc=0 B

Ua,В	0	10	20	30	40	50	60	70	80
Ic,мА	0	0	0	0	0	0	0	0	0

Таблица 7 - Сеточно-анодные характеристики для Uc=1 B

Ua,В	0	10	20	30	40	50	60	70	80
Ic,мА	0,4	0,35	0,3	0,25	0,25	0,2	0,2	0,15	0,15

Таблица 8 - Сеточно-анодные характеристики для Uc=2 B

Ua,В	0	10	20	30	40	50	60	70	75
Ic,мА	0,9	0,9	0,85	0,8	0,8	0,75	0,75	0,7	0,7

Таблица 9 - Сеточно-анодные характеристики для Uc=3B

Ua,В	0	10	20	30	40	50	60	70	75
Ic,мА	1,75	1,6	1,5	1,45	1,4	1,4	1,35	1,3	1,3

Таблица 10 - Сеточно-анодные характеристики для Uc=4 B

Ua,В	0	10	20	30	40	50	60	70	75
Ic,мА	2,5	2,25	2,15	2,05	2	2	2	2	2

Рисунок 6 - Сеточно-анодные характеристики триода

2. Расчет коэффициента токопрохождения

Ik=Ia+Ic=0,8+0,35= 1,15 mA (Uc= 1 B, Ua= 10 B)

Коэффициент токопрохождения

При этом

коэффициентом токораспределения ;

Таблица 11 - Коэффициент токопрохождения для Uc= 1 B

Ik,mA	1,15	1,9	3,65	4,65	6,2	8	9,95	10,35
b	0,6957	0,8421	0,9315	0,9462	0,9677	0,975	0,9849	0,9855
Ua/Uc	10	20	30	40	50	60	70	75
k	2,2857	5,3333	13,6	17,6	30	39	65,333	68

Таблица 12 – Коэффициент токопрохождения для Uc= 2 B

Ik,mA	2,9	4,65	5,8	7,8	9,15	11,15	12,7	13,7
b	0,6897	0,8172	0,8621	0,8974	0,918	0,9327	0,9449	0,9489
Ua/Uc	5	10	15	20	25	30	35	37,5
k	2,22	4,47	6,25	8,75	11.20	13,87	17,14	18,57

Таблица 13 – Коэффициент токопрохождения для Uc= 3 B

Ik,mA	4,6	6,5	8,45	10,4	12,4	14,35	16,3	17,3
b	0,6522	0,7692	0,8284	0,8654	0,8871	0,9059	0,9202	0,9249
Ua/Uc	3,3333	6,6667	10	13,333	16,667	20	23,333	25
k	1,88	3,33	4,83	6,43	7,86	9,63	11,54	12,31

Таблица 14 – Коэффициент токопрохождения для Uc= 4 B

Ik,mA	6,65	8,65	10,65	12,7	14,8	16,9	19	20
b	0,6617	0,7514	0,8075	0,8425	0,8649	0,8817	0,8947	0,9
Ua/Uc	2,5	5	7,5	10	12,5	15	17,5	18,75
K	1,96	3,02	4,20	5,35	6,40	7,45	8,50	9,00

Рисунок 7 - зависимость коэффициента токопрохождения от Ua/Uc

7