0 Первичные элентроны

Вторичные элентроны

Рис. 2.14. Движение первичных и вторичных элек­тронов при динатрониом эффекте в тетроде

а ток анода равен нулю. При увеличении напряжения анода до 18—20 В ток анода быстро увеличивается, а ток экранирующей сетки уменьшается, так как происходит перераспределение электронов между анодом и экранирующей сеткой (участок /).

При дальнейшем увеличении напряжения анода энергия электронов, падающих на анод, становится достаточной, чтобы вызвать вторичную электронную эмиссию с анода. Вторичные электроны с анода идут на экранирующую сетку (так как ее потенциал выше), поэтому ток анода уменьшается, а ток экра­нирующей сетки увеличивается (участок 2).

С приближением U _а к U₃ разность потенциалов между экра­нирующей сеткой и анодом уменьшается, ослабляется ускоряю­щее поле для вторичных электронов, и все большее число их возвращается обратно на анод. Ток анода снова начинает уве­личиваться, а ток экранирующей сетки — уменьшаться (уча­сток 3).

Явление перехода вторичных электронов, вылетающих из ано­да, на экранирующую сетку, имеющую более высокий потенциал, называют динатронным эффектом (рис. 2.14). При динатронном эффекте увеличение напряжения анода приводит к уменьшению тока анода, т. е. к провалу в анодной характеристике.

При U_a>U₃ динатронный эффект прекращается, так как поле между экранирующей сеткой и анодом становится тормозящим для вторичных электронов; они возвращаются на анод. С увели­чением напряжения анода заканчивается перераспределение то­ков между анодом и экранирующей сеткой; характеристика становится пологой (участок 4). Это рабочий участок харак­теристики.

Малое изменение тока анода с изменением напряжения анода на рабочем участке объясняется слабым влиянием напряжения анода на движение электронов в промежутке сетка — катод из-за малой проницаемости двух сеток. Рабочий режим не является режимом насыщения.

Из-за динатронного эффекта тетрод не применяют в усили­телях низкой частоты, так как провал в анодной характе­ристике приводит к искажению формы кривой усиливаемого сигнала. Поэтому для использования ламп с экранирующей сеткой необходимо устранить динатронный эффект. Это осуще­ствляется созданием тормозящего поля для вторичных электро­нов, вылетающих с анода: либо с помощью третьей сетки (в пентодах), либо с помощью отрицательного объемного заряда около анода (в лучевых тетродах).

2. Пентод

Устройство и принцип действия пентода. Пентодом называют пятиэлектродную элекронную лампу, имеющую катод, анод и три сетки — управляющую, экранирующую и антидинатронную.

Антидинатронная сетка выполняется в виде проволочной спи­рали с большим шагом витков и помещается между анодом и экранирующей сеткой (рис. 2.15). Антидинатронная сетка соеди­няется с катодом либо внутри лампы, либо внешними проводами, если она имеет отдельный вывод. Поэтому схема включения пентода (рис. 2.16) не отличается от схемы включения тетрода.

Витки антидинатронной сетки имеют потенциал катода, рав­ный нулю, т. е. всегда ниже потенциала анода; в пространстве между анодом и этой сеткой создается тормозящее поле для вторичных электронов, вылетающих с анода. Вторичные электро­ны возвращаются на анод (рис. 2.17). Таким образом устра­няется динатронный эффект.

Характеристики пентода. В пентоде из-за введения третьей сетки общая проницаемость становится еще меньше, чем в тетро­де, а напряжение анода еще слабее влияет на объемный заряд у

катода и движение электронов в промежутке сетка — катод. Поэтому доля анодного напряжения в действующем напряжении сетки очень мала и ею можно пренебречь. Учитывая, что напря­жение третьей сетки равно нулю, действующее напряжение в пентоде можно с достаточной степенью точности считать равным

*/д= t/e+flet/,..

Рис. 2.15. Пентод а — схема устройства; Рис. 2.16. Схема включения б — условное графическое обозначение пентода

Анод

⁺

^С энр

429

о *

I I

i

I

-упр

Натод

Первичные элентроны Вторичные

элентроны

Рис. 2.17. Устранение динатронного эффекта в пентоде с помощью антидинатронной сетки

Семейство анодно-сеточных характеристик пентода при по­стоянном напряжении экранирующей сетки и различных значе­ниях напряжения анода выходит пучком из одной точки, а сдвиг характеристик влево зависит от напряжения экранирующей сет­

ки. Пучки характеристик при различных (Л получаются еще более узкими, чем для тетрода, из-за меньшего влияния U_a на распределение токов между анодом и экранирующей сеткой (рис. 2.18, а). Вследствие этого анодно-сеточными характеристи­ками неудобно пользоваться для расчета режима и параметров пентода; основными характеристиками являются анодные.

Анодные характеристики пентода (рис. 2.18, б) не имеют провала. При небольших напряжениях анода его ток резко воз­растает с увеличением U_a\ характеристика идет круто вверх.

Рис. 2.18. Анодно-сеточные (а) и анодные (б) характеристики пентода

В этом режиме напряжение экранирующей сетки превышает напряжение анода и большая часть электронов притягивается к этой сетке. С повышением U_a таких электронов становится все меньше, поэтому ток быстро растет.

При более высоких напряжениях анода все электроны, проле­тевшие сквозь экранирующую сетку, попадают на анод. Характе­ристика становится пологой. Это рабочий участок характерис­тики. Малое изменение тока на рабочем участке объясняется малым влиянием напряжения анода на поток электронов, про­ходящих из объемного заряда у катода сквозь управляющую и экранирующую сетки.

Переход от крутой части к пологой происходит в пентоде плавно. Для лучшего использования лампы желательно иметь больший пологий участок и резкий переход от восходящей части характеристики к пологой.

С увеличением отрицательного напряжения управляющей сетки ток анода уменьшается; характеристики располагаются ниже. Расстояние между ними при этом уменьшается, и они не параллельны друг другу, а рабочий участок становится все более пологим.

При более высоком постоянном напряжении экранирующей сетки все семейство анодных характеристик пентода распола­гается выше.

Параметры пентода. Главные параметры тетродов и пентодов, как и триодов, — это крутизна характеристики, внутреннее сопро­тивление и коэффициент усиления:

S=-^j- при U_a = const и U_s = const;

Ri— ^^U,^a■ при U_Q = const и U₃ = const;

А/_а

^ —-Т7Т— при /а = const И (/, = const.

А1У_С

Введение третьей сетки еще больше, чем в тетроде, умень­шает влияние напряжения анода на ток анода, поэтому коэф­фициент усиления и внутреннее сопротивление пентода очень велики, а крутизна характеристики примерно такая же, как у триодов. Третья сетка дополнительно экранирует управляющую

сетку и катод от действия анодного поля, поэтому проходная

междуэлектродная емкость С_ас уменьшается до тысячных долей пикофарады.

В тетродах и пентодах все параметры зависят не только от конструкции электродов, но и от токораспределения между ано­дом и экранирующей сеткой. Поэтому в тетродах и пентодах коэффициент усиления не является величиной, обратной про­ницаемости, а меньше этой величины:

ц<- '

D ‘

Уравнение параметров лампы, справедливое для триода, оста­ется справедливым и для этих ламп:

ц = SRi.

Параметры пентодов определяют по семейству анодных ха­рактеристик, но не таким способом, как для триодов, так как характеристики пентода идут очень полого. Для определения параметров в точке А поступают следующим образом (рис. 2.19). Вычисляют:

1. крутизну характеристики:

_s_ А/'а _ АВ ~~ AU_c и_с] - U& '

2. внутреннее сопротивление

_ A U._a _ CD

¹ д7" AD~ '

определяя I" как разность токов, соответствующих точкам А и С, лежащим на одной и той же характеристике, и ДU_a — как раз­ность напряжений анода для этих точек;

3. коэффициент усиления, пользуясь уравнением парамет­ров лампы: SRi.

Типы пентодов и применение их. По назначению и, соответ­ственно, по конструкции пентоды делят на два типа — высоко­частотные и низкочастотные.

Высокочастотные пентоды предназначены для усиления на­пряжения высокой частоты, поэтому они должны иметь очень

¹ а >^{м А}

U₃=consl

Рис. 2.19. Определение параметров лентода по характеристикам

малую проходную емкость С_ас. Для этого экранирующую сетку делают очень густой и применяют специальные экраны для уменьшения емкости между выводами этих электродов. Иногда вывод управляющей сетки делают в верхнюю часть баллона. В высокочастотных пентодах благодаря тщательному экраниро­ванию проходная емкость очень мала (0,003—0,006 пФ), внут­реннее сопротивление очень велико (0,8—2,5 МОм). Крутизна характеристики доходит до 5—8 мА/В, и коэффициент усиления получается очень большим — от 1000 до 3000—6000. Высокочас­тотные пентоды также успешно используют для усиления напря­жения колебаний низкой частоты.

Низкочастотные пентоды применяют для усиления мощности колебаний низкой частоты, т. е. .как мощные оконечные лампы. В этом случае междуэлектродные емкости не оказывают такого большого влияния, как при усилении колебаний высокой час­тоты, поэтому не требуется тщательного экранирования и кон­струкция лампы проще. Экранирующую сетку делают менее гус­той, не применяют специальных экранов. Благодаря этому низ­кочастотные пентоды имеют значительно меньший коэффициент усиления (150—600) и меньшее внутреннее сопротивление (20— 100 кОм). Крутизна характеристики при большой рабочей по­верхности электродов велика (до 8—12 мА/В).