4. Електровакуумний тріод

Електровакуумний тріод має анод, катод і сітку.

Сітка виконується у формі спіралі, яка оточує катод. За наявності сітки кількість електронів, що досягає аноду (створює струм), залежить не тільки від значення анодної напруги, але і від напруги між сіткою і катодом.

Змінюючи потенціал сітки відносно катоду, досягають повного регулювання анодного струму. Тому сітку називають керуючою. Електричне поле аноду компенсує дію від’ємного об’ємного заряду навколо катоду і створює в лампі потік електронів. Між сіткою і катодом лампи завдяки прикладеній напрузі створюється електричне поле сітки, яке може підсилювати або ослаблювати дію електричного поля аноду. Оскільки сітка розміщена поблизу катоду, то її вплив на струм лампи І_а (анодний струм) значно більший, ніж анодної напруги U_a. Напругу між сіткою і катодом називають напругою зміщення.

Розрізняють також і анодні характеристики – залежність анодного струму від анодної напруги за умоми незмінної напруги сітки І_а=f(U_a)_Uc=const

Електровакуумний тріод характеризується наступними параметрами:

а) крутизна

S=I_a /U_{c (Ua=const)} – швидкість наростання анодного струму;

б) внутрішній опір змінного струму

R_i = U_a / I_{a (Uc=const)};

с) опір постійному струму

R_о = U_a / I_{a (Uc=const)};

д) коефіцієнт підсилення

µ = U_a / U_{c (Ia=const)} – покузує у скільки разів дія напруги сітки на анодний струм більша, ніж дія напруги анода;

е) внутрішнє рівняння тріода

S· R_i= µ ( зауважимо, що µ  1).

5. Робота тріода в схемі електронного підсилювача

Зміна сіткової напруги викликає зміну анодного струму і відповідно зміну анодної напруги и_а= Е_а-І_аоR_a-i_aR_a . Амплітуда змінної напруги U_ma на виході каскаду значно більша, ніж амплітуда змінної напруги на вході. В цьому і полягає сутність підсилення, тобто за допомогою малопотужних вхідних сигналів в колі сітки можна керувати струмом в більш потужному анодному колі.

5. Недоліки електровакуумних тріодів

1. Малий коефіцієнт підсилення.

Керуюча сітка недостатньо екранує катод від впливу аноду і значна сила електричного поля аноду проникає крізь витки сітки, чим впливає на струм лампи. Якщо ж сітку зробити досить густою, то лампа легко буде закриватися незначною від’ємною напругою сітки. За таких умов анодно-сіткова характеристика буде знаходитись в області додатніх сіткових напруг, що призведе до виникнення сіткового струму. Робота лампи з сітковими струмами є небажаною.

2. Значні ємності між електродами.

С_ск – вхідна ємність; за наявності напруги зміщення виникне сітковий струм і u_вх зменшиться.

C_ак – вихідна ємність; в області високих частот відбувається шунтування навантаження.

С_ас – прохідна ємність; найбільш небажана; виникає зворотній зв’язок між колом сітки і вихідним колом. Такий зв’язок є причиною самозбудження підсилювача, тобто переходу із режиму підсилення в режим генерування.

Вказані недоліки призвели до появи нових ламп, де вплив електричного поля аноду на анодний струм значно зменшений завдяки додатковим сіткам. Додаткові сітки одночасно зменшують перелічені паразитні ємності та покращують параметри електровакуумного тріода. Зокрема тетрод має додаткову екрануючу сітку С₂

На екрануючу сітку подається додатня напруга 20…70% від U_а . Завдяки екрануючій сітці більшість електричних силових ліній, які в тріоді замикаються на керуючу сітку, в тетроді замикаються на екрануючу сітку С₂ . Електричне поле, яке проникло через екрануючу сітку, в подальшому затримується керуючою сіткою і лиш незначна частина проникає до катоду. Звідси ослаблений (в сотні раз) вплив електричного поля аноду на електрони, ніж керуючої сітки. Тому коефіцієнт підсилення в тетроді значно більший, ніж в тріоді і становить декілька сотень. В той же час тетрод має істотний недолік – його анодна характеристика має провал (динатронний ефект) з причини виникнення вторинної електронної емісії. Для усунення цього недоліку між анодом і екрануючою сіткою розміщують захисну сітку. Так виникла п’ятиелектродна лампа – пентод. Сітку між анодом і екрануючою сткою з’єднують з катодом.

П’ятиелектродна лампа – пентод та його анодна характеристика

Електричне поле в просторі між анодом і захисною сіткою завжди направлено від аноду до сітки. Вторинні електрони, які вибиті з аноду, гальмуються цим полем і повертаються на анод. Вони не можуть долетіти до екерануючої сітки навіть тоді, коли потенціал останньої вище аноду. Завдяки цьому динатронний ефект відсутній і анодна характеристика не має провалу.

Зауваження. Захисна сітка дуже рідка і не впливає на рух основних електронів.

Завдяки наявності трьох сіток анодна напруга практично не впливає на величину анодного струму пентоду. Це значно збільшує коефіцієнт підсиленяя і внутрішній опір лампи.