Вольт – амперні характеристики тетрода

Вихідними вольт-амперними характеристиками тетрода називається залежність струму анода Ia від напруги на аноді Ua при постійних напругах на управляючій та екранній сітці.

При напругах на аноді і управляючій сітці рівними нулю на електронний потік діє два поля:

• гальмуюче поле просторового заряду;

• прискорювальне поле екранної сітки.

В цьому випадку з достатньою степеню точності можна вважати, що I_k=I_ce струм екранної сітки рівний струму катода, тому що вона повністю екранує анод. При підвищенні напруги на аноді відбувається перерозподіл струму катода між анодом і екранною сіткою.

Струм анода I_a буде підвищуватися, а струм сітки I_ce зменшуватися, і при U_a=10-15В (20В) наступить динатронний ефект. Струм анода буде рівний I_A=I_AK-I_BA, а струм сітки I_C=I_CK+I_{BA .}

Так буде відбуватися, поки поле анода не стане більше поля екранної сітки.

Р исунок 15. Конструкція та вольт-амперні характеристики

ламп тетрода (а) та пентода (б)

В подальшому електрони вторинної емісії будуть затримуватися анодом, і більша кількість катодного струму перерозподілиться на анод. При великих напругах анода U=50-100В струм екранної сітки практично буде рівний нулю, а струм анода Ia буде визначатися катодним струмом і струмом вторинної емісії.

Поява на вольт-амперних характеристиках ділянки з від’ємним опором знижує можливості використання напруги анода U_a і приводить до погіршення динамічних властивостей лампи, але ця ділянка може використовуватися для створення генераторів, які отримали назву динатронних генераторів.

Для ділянки з від’ємним опором в тетроді використовують спеціальні пластинки, які з’єднуються з катодом. Такі тетроди отримали назву променевих тетродів.

Пластини, які називаються променями, з’єднуються з катодом, між ними створюється поле, яке стискує електронний потік, і електрони попадають на анод. Між екранною сіткою і пластинами створюється гальмуюче поле для електронів вторинної емісії, і вони захватуються основним електронним потоком і прямують на анод. Вольт-амперні характеристики не будуть мати ділянок з від’ємним опором.

Крім променів для зменшення динатронного ефекту в лампу вводять п’ятий електрод, який розміщується між анодом і екранною сіткою.

Він отримав назву антидинатронної, або захисної, сітки.

Лампи – пентоди

На захисну сітку може подаватися негативний потенціал порядку 1-3В, якщо є окремий вивід на цоколі, а в більшості ламп захисна сітка об’єднується з катодом.

Струми в пентоді.

Основними складовими струму пентода являються:

• катодний струм, який створений термоелектронною емісією катода;

• струм вторинної емісії;

• термоструми сіток;

• струми, які створюються за рахунок неякісної ізоляції.

Ці струми розподіляються між електродами лампи.

При від'ємній напрузі на управляючій сітці і напрузі на захисній сітці рівній нулю (типовий режим роботи лампи) катодний струм розподіляється між екранною сіткою і анодом, тобто I_a+I_cе=I_k.

В залежності від напруги на екранній сітці і аноді для пентода характерні два режими роботи:

1) режим прямого перехвату, коли U_ce<U_a;

2) режим повернення електронів на екранну сітку, коли U_a<U_ce.

Не враховуючи струми керуючої і захисної сіток, умовно розподіл струму можна провести між екранною сіткою і анодом.

При напрузі на аноді рівній нулю U_a=0 струм пентода визначається тільки термоелектронною емісією катода і повністю визначає струм екранної сітки I_ce.

При підвищенні напруги на аноді струм катода виросте за рахунок вторинної емісії і буде відбуватися перерозподіл між екранною сіткою і анодом.

У пентоді в режимі просторового заряду при напрузі на захисній сітці U_cз=0, що відповідає типовому режиму роботи, струм, створений катодом, розподіляється між екранною сіткою і анодом, і при великих напругах на аноді U_a сумарний струм дорівнює струму катода. При підвищенні напруги на аноді U_a загальний струм зростає на величину струму вторинної емісії, тому що захисна сітка створює гальмуюче поле для цих електронів.