Лабораторна робота № 28. Дослідження вольт-амперних характеристик вакуумного тріода і визначення його параметрів

Мета роботи: вивчити вольт-амперні характеристики вакуумного тріоду і навчитись розраховувати його параметри.

1.28 Теоретичні відомості

Тріод -це електронна лампа, яка має три електроди. Джерелом електронів, як і в усіх лампах, служить катод - електрод, який нагрівається до високої температури (600-І200°С). В найпростішому випадку катод роблять у вигляді металевого провідника, який розжарюється струмом. Електрони, що залишили катод в наслідок термоелектронної емісії, прямують до електрода лампи, який називається анодом, - на нього подають позитивний потенціал відносно катода. Густина струму емісії j_Н при його насичені (коли всі емітовані електрони досягають аноду) визначається за законом Річардсона-Дешмена

,

(1.28)

де: В –стала, Т- температура катоду, А – робота виходу електронів з матеріалу катоду, k – стала Больцмана.

Для управління електронним потоком в тріоді є електрод, який називається сіткою. Зви­чайно вона являє собою тонкий провідник, який намотують на спеці­альний тримач так, щоб сітка охоплювала катод. Якщо змінювати потенціал сітки, то буде змінюватись кількість електронів, які попадають з катода на анод.

Характеристиками тріода є: залежність анодного струму Іа від температури катоду Т при постійній анодній Uа і сітковій Uс напругах ; залежність анодного струму Іа від анодної на­пруги Uа при постійних Т і Uс (анодна характеристика), залежність анодного струму Іа від напруги на сітці Uс (сіткова характеристика) при постійних Т та Uа.

залежність анодного струму Іа від анодної напруги Uа підкоряється закону Ленгмюра-Богуславського

,

(2.28)

де:  - стала.

Найбільш важлива характеристика - сіткова характеристика, то­му що звичайно в умовах роботи тріода змінною величиною є напру­га на сітці. Знаючи дві сіткові характеристики, отримані для двох різних анодних напругах Uа1 і Uа2_, можна визначити основні па­раметри лампи, якими є крутість сіткової характеристики S , внутрішній опір Rі та коефіцієнт підсилення µ.

3 метою визначення параметрів лампи по трьох точках, взятих на прямолінійній ділянці сіткових характеристик, нанесених на одному графіку (рис. 28.1), будується характеристичний прямокутний трикутник. Одна сторона цього трикутника ВС визначає зміну нап­руги на сітці Uс, а друга АВ - зміну анодного струму а. Виз­начивши значення ВС = Uс у вольтах і АВ = а у міліамперах або амперах, а також знаючи зна­чення Uа=Uа2-Uа1, можна визначити параметри лампи.

Крутість S показує, як в лампі змінюється анодний струм при зміні напруги на сітці при постійній анодній напрузі і визначається як тангенс кута нахилу характеристики

, при

(3.28)

Визначають крутість в міліамперах на вольт (мА/В) або в ам­перах на вольт (А/В).

Внутрішній опір Rі визначається як відношення зміни анодної напруги Uа до викликаної нею зміни анодного струму а (при постійній сітковій напрузі):

при

(4.28)

Коефіцієнт підсилення лампи µ визначається відношенням величини зміни анодної напруги Uа до зміни напруги Uс на сітці, які викликають однакову зміну анодного струму а. Він показує, на скільки вольт необхідно змінити анодну напругу, щоб сила анодного струму залишилась незмінною при підвищенні потенціалу сітки на І В.

З формул (1.28-3.28) можна дістати співвідношення, яким зв'язані між собою параметри лампи:

.

(5.28)

експериментальна установка для досліджень характеристик тріода зображена на Рис. 2.28. Установка включає в себе стенд з лампою, міліамперметр РА для вимірювання анодного струму і два вольтмет­ри - один РVс для вимірювання сіткової напруги, другий РVа - для вимірювання анодної напруги.