laba_3_Bogdanova
.doc
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.
-
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
-
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