книги / Элементы промышленной электроники

Дифференциальное внутреннее сопротивление К, триода ха­ рактеризует сопротивление лампы переменному' току при неиз­ менном напряжении на сетке

( 1- 8)

или, переходя к бесконечно малым:

(1 -9 )

»

Для триодов Я; имеет значения, заключенные в диапазоне от нескольких сотен ом до десятков ком.

Из формы статических характеристик триода видно, что пара­ метры лампы не являются постоянными для всех точек харак­ теристик. Они остаются постоянными только для прямолиней­ ных участков.

Основные параметры триода, отнесенные к одному и тому же участку характеристики или точке, связаны между собой соот­

В справедливости уравнения (1—10) легко убедиться, если вместо соответствующих параметров подставить в это уравнение их значения.

Из внутреннего уравнения лампы следует, что только два основных параметра лампы могут рассматриваться как неза­ висимые, поскольку третий параметр всегда может быть получен по величинам двух других параметров. Основные параметры лампы могут быть определены и по анодным характеристикам триода. Для обеспечения изменения анодного тока лампы при достаточно широком диапазоне отрицательных сеточных на­ пряжений с целью уменьшения величины сеточных токов, триод должен обладать достаточно большой проницаемостью, под которой понимается величина, обратная коэффициенту усиления лампы:

Однако из уравнения (1— 11) следует, что с увеличением прони­ цаемости неизбежно снижается коэффициент усиления лампы.

12

б) Статические анодные характеристики триода

С этой целью с помощью потенциометра Пс устанавливается заданное значение сеточного потенциала UCi а с помощью потен­ циометра Па изменяется величина анодного напряжения от зна­ чения, при котором 1а= 0, до заданного значения.

Как видно из рис. 1—6 увеличение отрицательного потен­ циала сетки триода сдвигает анодную характеристику вправо от начала координат. Это объясняется тем, что при более отри­ цательном значении сеточного потенциала к аноду лампы надо прикладывать большее анодное напряжение, чтобы электроны могли преодолеть тормозящее действие электрического поля, действующего между сеткой и катодом.

Анализ анодно-сеточных и анодных характеристик лампы показывает, что анодные характеристики могут быть получены на основе анодно-сеточных характеристик и наоборот. Из этого следует, что основные параметры лампы могут быть определены как по тем, так и по другим характеристикам лампы.

4.Динамический режим триода

Вбольшинстве схем промышленной электроники триоды работают с нагрузочным сопротивлением в анодной цепи. Изме­ нение напряжения на сетке триода Uc вызывает изменение анод­ ного тока 1а с одновременным изменением анодного напряже­ ния Ua. Таким образом, в этом случае анодный ток является одновременно функцией двух переменных — сеточного и анод­ ного напряжений 1а = J{VC>С/0). Такой режим работы лампы

а) Анодно-сеточная динамическая характеристика триода

Схема, в которой триод работает в динамическом режиме, представлена на рис. 1—7.

Анодное напряжение триода в динамическом режиме, при заданных величинах Еа и Ra, может быть определено из уравнения

13

следовательно уменьшается и Sd, т. е. анодно-сеточная динами­ ческая характеристика с увеличением нагрузки имеет более по­ логий вид.

6) Анодная динамическая характеристика триода

Уравнение анодной динамической характеристики можно получить, исходя из уравнения электрического состояния (1—12) для анодной цепи, записав его в следующем виде:

Анализ показывает, что при Еа = const и Ra = const уравне­ ние (1—14) в системе координат la, Ua представляет собой урав­ нение прямой, отсекающей на оси абсцисс отрезок ОА, в масш­ табе напряжений, равный Еа, а на оси ординат — отрезок ОБ

Рис. 1-9. Семене пю анодных характерней!к miio.in и линия нагрузки.

ние которой полностью определяется параметрами анодной цепи Еа и Ra и не зависит от параметров лампы, называют линией нагрузки. Каждому режиму лампы в схеме с анодной нагрузкой соответствует точка, положение которой на линии нагрузки полностью определяется значениями /fl, Ua и Uc. Поэтому при работе лампы в динамическом режиме эта точка перемещается

15

по линии нагрузки, причем характер ее движения зависит от параметров лампы. В связи с этим, линию нагрузки называют также анодной динамической характеристикой лампы. Линия нагрузки, нанесенная на семейство анодных статических харак­ теристик позволяет для каждого значения напряжения на сетке Uc лампы определить соответствующие величины анодного тока и напряжения

5. Междуэлектродные емкости триода

На работу лампы с переменными напряжениями между элек­

(рис. 1— 10). При этом различают: емкость между сеткой и ка­ тодом — Сск(входная емкость), емкость между анодом и сеткой — С >с (проходная емкость) и емкость между анодом и катодом — С а* (выходная емкость). Указанные емкости обусловливают ем­

костные проводимости (bc = -i- = соС) для переменных токов

между соответствующими электродами лампы, величины ко­ торых с увеличением частоты сигнала, поданного на управляю­ щую сетку возрастают. В результате этого появляется возрастаю­ щая с увеличением частоты неуправляемая емкостная связь между электродами. Особенно вредной емкостной связью между электродами триода, при работе с сигналами высокой частоты на управляющей сетке, является неуправляемая связь между анодом и сеткой, т. е. связь, обусловленная проходной междуэлектродной емкостью — Сае. При этом, поскольку проходная емкость Сас обеспечивает связь между выходной и входной цепями лампы, то увеличение ее проводимости приводит к уменьшению коэффи­ циента усиления лампы. В ряде случаев эта связь может привести к полному нарушению нормальной работы лампы.

6. Тетрод

Необходимость улучшения параметров лампы при сохранении достаточных отрицательных потенциалов на управляющей сетке, а также стремление уменьшить междуэлектродные емкости при работе лампы на высоких частотах привело к созданию новых типов электронных ламп, основной конструктивной особенностью которых является наличие нескольких сеток.

Устранение недостатков триода оказывается возможным при введении в лампу еще одного, четвертого, электрода (экранирую-

16

щей сетки), выполненного в виде сетки и расположенного между анодом и управляющей сеткой. Лампа, имеющая четыре элек­ трода: анод, катод, управляющую сетку С1 и экранирующую сетку С2 (рис. 1— 11), называется тетродом.

Таким образом, тетродом называется двухсеточная или че­ тырехэлектродная электронная лампа. Для того, чтобы вторая (экранирующая) сетка С2 выполняла роль электростатического экрана между анодом и управляющей сеткой лампы, ее соеди­ няют с катодом через достаточно большую емкость или со­ противление. При этом емкостные паразитные токи анодной и сеточной цепей, обусловленные соответствующими межэлек­ тродными емкостями в основном будут замыкаться через экра­ нирующую сетку, не проникая из одной цепи в другую. Проход­ ная емкость тетрода (емкость Сас между анодом и управляющей

между катодом н анодом, на эту сетку подается постоянное положительное напряжение, составляющее (в зависимости от режима работы схемы, для которой предназначена лампа) 30—90% значения анодного рабочего напряжения лампы. Нали­ чие экранирующей сетки в тетроде еще больше ослабляет влияние изменения анодного напряжения на результирующее электри­ ческое поле участка — управляющая сетка-катод, по сравнению с триодом. В результате этого в тетроде по сравнению с триодом изменение потенциала на управляющей сетке больше влияет на изменение анодного тока, чем изменение потенциала на аноде. Это свидетельствует о том, что коэффициент усиления лампы ц и ее внутреннее сопротивление К, с введением экранирующей сетки резко возрастают. При этом крутизна S лампы остается почти неизменной.

17

ричные электроны, эмитированные экранирующей сеткой. Про­ вал на анодной характеристике, вызываемый вторичной эмис­ сией электронов с анода,* называется динатронным эффектом.

Явление динатроннсго эффекта является существенным не­ достатком тетрода, так как ограничивает возможность его ис­ пользования в усилительных схемах. Падающий участок анодной характеристики является причиной возникновения шумов и по­ мех в усилителе, уменьшения чувствительности лампы, а также искажений формы тока усиливаемого сигнала. Использование тетрода возможно только при напряжениях на аноде более вы­ соких, чем потенциал экранирующей сетки.

8. Пентод

Во избежание явления динатронного эффекта, свойственного тетродом, в настоящее время применяют тетроды специальной

имеющая значительно более низкий потенциал, чем потенциал анода и экранирующей сетки (рис: 1— 14). При наличии этой сетки вторичные электроны, эмитируемые с анода, возвращаются обратно к нему даже при напряжениях на аноде значительно мень­ ших потенциала экранирующей сетки. В отличие от тетрода такая лампа получила название пентода.

Пентодом называется трехсеточная или пятиэлектродиая элек­ тронная лампа. Третья сетка, введенная в лампу для устранения динатронного эффекта, получила название защитной или антидинатронной сетки. Защитная сетка выполняется в виде редкой спирали, расположенной между экранирующей сеткой и анодом, и обычно соединяется с катодом (внутри или снаружи лампы). Поэтому при любом положительном напряжении на аноде по­ тенциал защитной сетки оказывается всегда отрицательным от­ носительно анода, в результате чего электрическое поле всегда направлено от анода к защитной сетке и отталкивает вторичные электроны, возвращая их на анод, тем самым достигается полное устранение динатронного эффекта. При этом первичные элек­ троны, эмитируемые катодом и обладающие большими скоро­ стями, легко преодолевают тормозящее поле защитной сетки. По этой причине, в отличие от тетрода, анодная характеристика пентода не имеет провала. Семейство анодных характеристик пентода представлено на рис. 1— 15.

20