Статичні параметри лампи тріод

Як чотириполюсник відповідно до системи рівнянь лампу тріод можна охарактеризувати наступними статичними параметрами.

Крутість вольт-амперної характеристики тріода, яка характеризує наскільки зміниться струм анода при зміні напруги сітки на один вольт при постійній напрузі на аноді, , а вважаючи, що в області робочої точки ВАХ лінійні, і зміна величин безмежно мала, можна перейти до кінцевих прирощень .

Статичний опір характеризує нахил вольт-амперної характеристики тріода в робочій точці.

Статичний коефіцієнт підсилення характеризує, у скільки разів змінюється приріст напруги анода при зміні напруги сітки на один вольт при постійному струмі анода. .

В зв’язку з тим, що найбільш характерним являється режим роботи з від’ємним потенціалом на сітці, в першому наближенні приймають, що струм сітки рівний нулю, а відповідно вхідний опір чотириполюсника приймають рівним безконечності, тобто при відсутності сіткових струмів лампа як чотириполюсник не навантажує джерело вхідного сигналу. При роботі в динамічному режимі на роботу лампи як чотириполюсника впливають і ємності між електродами:

- вхідна ємність катод-сітка лежить в межах 2-3 пФ;

- вихідна ємність катод-анод – 3-7 пФ;

- прохідна ємність сітка-анод – 2-5 пФ.

Виходячи з цього, лампу можна промоделювати наступними моделями з урахуванням усіх її властивостей.

С_ск

Р исунок 11. Еквівалентна схема тріода з джерелом напруги

Лампу можна описати іншим рівнянням і отримати схему з джерелом струму

• внутрішнє рівняння лампи.

Рисунок 12. Еквівалентна схема тріода з джерелом струму

Електричне поле в тріоді Еквівалентний діод

Розглядаючи тріод при різних напругах сітки, можна його замінити еквівалентним діодом. При цьому робиться допущення, що об’ємний заряд біля катода рівний нулю. І якщо нитки сітки достатньо тонкі, а форма електричного поля співпадає з еквіпотенціальними поверхнями, то тріод можна замінити еквівалентним діодом, у якого при відсутності просторового заряду поле між анодом і катодом змінюється по лінійному закону, тобто для плоско-паралельного діода можна вважати, що напруга змінюється по лінійному закону .

В цьому випадку можна знайти нормальний потенціал сітки

dc – відстань сітка-катод;

da – відстань анод-катод.

Струм анода I_a відповідно до законів термоелектронної емісії зміниться як .

Визначимо величину ємності діода при умові, коли напруга сітки U_c рівна нормальній напрузі U_d. Анодна напруга еквівалентного діода, при якій катодні струми ламп рівні, називається діючим значенням:

C_g=C_ск+æC_ак

Нормальна напруга діода – така напруга, при якій напруженість електричного поля змінюється по лінійному закону (коли не враховувався просторовий заряд катода). Підставивши це значення у закон степені "3/2", знайдемо рівняння вольт-амперної характеристики ідеального тріода:

Тоді вольт-амперні характеристики тріода будуть записані як:

Рисунок 13. Вольт-амперні характеристики ідеального тріода.

У ідеального тріода еквівалентного діода вольт-амперні характеристики розташовуються рівномірно в залежності від величини напруги на сітці U_c і проникливості лампи D. У реального тріода при невисокій напрузі на сітці вольт-амперні характеристики близькі до ідеальних. При збільшенні напруги на сітці U_c вольт-амперні характеристики будуть мати хвости на початку проходження струму і матимуть вигляд віяла.

Це обумовлено наступними причинами:

• Наявністю просторового заряду в області катода;

• Нерівномірністю випромінювання електронів по всій площі катода;

• Залежність від густини сітки тріода. При великому шагові завивки сітки між витками створюється поле, яке стискає електрони, і вони нерівномірним потоком ідуть на анод;

• Потенціал сітки нерівномірно розповсюджений в просторі і в деяких випадках сітка не повністю покриває катод, тому створюються "острівці", де потік електронів не керується сіткою;

• Створюється сітковий струм.

При позитивній U_c на електронний потік будуть діяти два прискорювальних поля: сітки і анода, відбудеться перерозподіл струму, і катодний струм буде набагато більше анодного.