3 лаба
.pdfМИНОБРНАУКИ 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 электронных
лампах с сетками
Студент гр. 6209 |
|
Тойкка А.С. |
|
Преподаватель |
|
|
Шевченко С.А. |
Санкт-Петербург
2018
Цель работы.
исследование режимов и характеристик токораспределения в триодах с
положительным потенциалом на сетке
Основные справочные данные исследуемых триодов с
термокатодами.
Iamax= 18 мА
Uamax= 150 В
Iсmax= 18 мА
Измерительные схемы.
Рисунок 1- Измерительная схема для триода с термокатодом
2
Краткие теоретические сведения
Многие режимы работы предусматривают подачу положительных потенциалов, по крайней мере, на два электрода – анод сетку. 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. Анализ различных вариантов (случаев) токораспределения в лампах с сетками показал, что все они могут
рассматриваться как повторения или сочетания двух простейших случаев: токораспределения между двумя соседними электродами, например, в триоде между сеткой и анодом, и токораспределения между двумя электродами, разделенными третьим (сеткой) с нулевым или с отрицательным потенциалом.
В любом из этих простейших случаев процесс токораспределения можно характеризовать двумя основными параметрами: коэффициентом токопрохождения δ Iа / Iк и коэффициентом токораспределения κ Iа / Iс .
Учитывая, что катодный Iк , анодный Iа и сеточный Iс токи связаны между собой равенством Iк Iа Ic , легко показать, что δ κ / 1 κ , κ δ / 1 δ .
Рисунок 2 – Анодные и сеточно-анодные характеристики На рис.2. сплошными линиями обозначены анодные характеристики, а
пунктирными линиями- сеточно-анодные характеристики.
Если по этим характеристикам рассчитать и построить зависимости от Uа / Uc , то полученные кривые будут иметь вид, приведенный на рис.3.
3
Рисунок 3 – зависимость для токопрохождения Для этих кривых характерным является наличие двух участков с разными
законами изменения . Переход от одного участка к другому происходит плавно, поэтому величина Uа / Uс кр определяется как проекция точки пересечения
касательных, проведенных к каждому из двух участков кривой , на ось абсцисс.
4
Обработка результатов эксперимента.
Сеточно-анодные характеристики
Таблица 1- Сеточно-анодные характеристики для Uc=0 B
Ua,B |
0 |
|
10 |
|
|
20 |
30 |
40 |
50 |
|
60 |
70 |
80 |
|||||||
Ic,mA |
0 |
|
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
|||||||
|
|
|
|
Таблица 2- Сеточно-анодные характеристики для Uc=1 B |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ua,B |
0 |
|
10 |
|
|
20 |
30 |
40 |
50 |
|
60 |
70 |
80 |
|||||||
Ic,mA |
0,4 |
|
0,35 |
|
|
0,3 |
0,25 |
0,25 |
0,2 |
|
0,2 |
0,15 |
0,15 |
|||||||
|
|
|
|
Таблица 3- Сеточно-анодные характеристики для Uc=2 B |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ua,B |
0 |
|
10 |
|
|
20 |
30 |
40 |
50 |
|
60 |
70 |
75 |
|||||||
Ic,mA |
0,9 |
|
0,9 |
|
|
0,85 |
0,8 |
0,8 |
0,75 |
|
0,75 |
0,7 |
0,7 |
|||||||
|
|
|
|
Таблица 4- Сеточно-анодные характеристики для Uc=3 B |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ua,B |
0 |
|
10 |
|
|
20 |
30 |
40 |
50 |
|
60 |
70 |
75 |
|||||||
Ic,mA |
1,75 |
|
1,6 |
|
|
1,5 |
1,45 |
1,4 |
1,4 |
|
1,35 |
1,3 |
1,3 |
|||||||
|
|
|
|
Таблица 5- Сеточно-анодные характеристики для Uc=4 B |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ua,B |
0 |
|
10 |
|
|
20 |
30 |
40 |
50 |
|
60 |
70 |
75 |
|||||||
Ic,mA |
2,5 |
|
2,25 |
|
|
2,15 |
2,05 |
2 |
2 |
|
2 |
2 |
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
Iс, mA Сеточно-анодные характеристики |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc=0B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc=1B |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc= 2B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc= 3B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc=4B |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
0 |
|
20 |
40 |
60 |
80 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc, B |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
Рисунок 4 – Сеточно-анодные характеристики триода |
|
||||||||||||||||
5
Анодные характеристики
Таблица 6- Анодные характеристики для Uc= 0 B
Iа,mA |
0,2 |
0,4 |
|
|
0,8 |
|
|
1 |
2 |
3 |
4,2 |
5,5 |
||||||
Ua,B |
10 |
20 |
|
|
30 |
|
|
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
||||||
|
|
|
Таблица 7- Анодные характеристики для Uc= 1 B |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iа,mA |
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 8- Анодные характеристики для Uc= 2 B |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iа,mA |
2 |
3,8 |
|
|
5 |
|
|
7 |
8,4 |
10,4 |
12 |
13 |
||||||
Ua,B |
10 |
20 |
|
|
30 |
|
|
40 |
50 |
60 |
70 |
75 |
||||||
|
|
|
Таблица 9- Анодные характеристики для Uc= 3 B |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iа,mA |
3 |
5 |
|
|
7 |
|
|
9 |
11 |
13 |
15 |
16 |
||||||
Ua,B |
10 |
20 |
|
|
30 |
|
|
40 |
50 |
60 |
70 |
75 |
||||||
|
|
|
Таблица 10Анодные характеристики для Uc= 4 B |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iа,mA |
4,4 |
6,5 |
|
|
8,6 |
|
|
10,7 |
12,8 |
14,9 |
17 |
18 |
||||||
Ua,B |
10 |
20 |
|
|
30 |
|
|
40 |
50 |
60 |
70 |
75 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Iа, mA |
Анодные характеристики |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc= 0B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc= 1B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc= 2B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc= 3B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc= 4B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ua, B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
10 |
30 |
|
50 |
70 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 5 - Анодные характеристики триода
6
Расчет коэффициента токопрохождения
Для начала посчитаем катодный ток при заданных напряжениях на сетке и аноде Ik=Ia+Ic=0,8+0,35= 1,15 mA (Uc= 1 B, Ua= 10 B)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
||
Коэффициент токопрохождения = |
|
= |
|
|
|
= 0,70 |
|
|
|
||||||||||||||
|
1,15 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
При этом |
|
= |
|
|
|
= 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 |
2,90 |
|
|
4,65 |
|
5,80 |
|
7,80 |
|
9,15 |
|
|
11,15 |
|
12,70 |
|
13,70 |
|
|||||
b |
0,69 |
|
|
0,82 |
|
0,86 |
|
0,90 |
|
0,92 |
|
|
|
0,93 |
|
0,94 |
|
0,95 |
|
||||
Ua/Uc |
5,00 |
|
10,00 |
|
15,00 |
|
20,00 |
|
25,00 |
|
|
30,00 |
|
35,00 |
|
37,50 |
|
||||||
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 |
4,60 |
|
|
6,50 |
|
8,45 |
|
10,40 |
|
12,40 |
|
|
14,35 |
|
16,30 |
|
17,30 |
|
|||||
b |
0,65 |
|
|
0,77 |
|
0,83 |
|
0,87 |
|
0,89 |
|
|
|
0,91 |
|
0,92 |
|
0,92 |
|
||||
Ua/Uc |
3,33 |
|
|
6,67 |
|
10,00 |
|
13,33 |
|
16,67 |
|
|
20,00 |
|
23,33 |
|
25,00 |
|
|||||
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 |
|
12,70 |
|
14,80 |
|
|
16,90 |
|
19,00 |
|
20,00 |
|
|||||
b |
0,66 |
|
|
0,75 |
|
0,81 |
|
0,84 |
|
0,86 |
|
|
|
0,88 |
|
0,89 |
|
0,90 |
|
||||
Ua/Uc |
2,50 |
|
|
5,00 |
|
7,50 |
|
10,00 |
|
12,50 |
|
|
15,00 |
|
17,50 |
|
18,75 |
|
|||||
k |
1,96 |
|
|
3,02 |
|
4,20 |
|
5,35 |
|
6,40 |
|
|
|
7,45 |
|
8,50 |
|
9,00 |
|
||||
7
δ |
Коэффициент токопрохождения |
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
0,95 |
|
|
|
|
|
0,9 |
|
|
|
|
|
0,85 |
|
|
|
|
Uc= 1B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc= 2B |
0,8 |
|
|
|
|
Uc= 3B |
|
|
|
|
|
|
0,75 |
|
|
|
|
Uc= 3B |
|
|
|
|
|
|
0,7 |
|
|
|
|
Uc= 4B |
0,65 |
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
Ua/Uc
Рисунок 6 – зависимость коэффициента токопрохождения от напряжения сетки
8
Выводы.
Исходя из данных сеточно-анодных характеристик (рис.4), можем утверждать, что сеточный ток тем больше, чем больше подано напряжение на сетку, причем, с ростом напряжения на аноде значения тока уменьшаются практически по линейному закона, за исключением Uc= 4 В ( там ярко выражена область перегиба в окрестности Ua= 30 В). По анодным характеристикам (рис. 5) видим линейные зависимости, причем крутизна тем выше, чем выше напряжение на сетке. В лабораторной работе получили значения коэффициента токопрохождения в диапозоне от 0,65 до 0,97 (рис.6).
Зависимость для коэффициента имеет гиперболический характер и точка перегиба при росте напряжения на сетке смещается в область низких Ua/Uc.
9