анод
Рис. 10. 3. Схематическое изображение диода.
При подаче на лампу только напряжения накала U „ катод разогревается и эмитирует электроны. Около катода образу ется облако пространственного заряда, которое удерживается около катода силами электростатического взаимопритяжения. Ток в цепи «анод-катод» іа практически равен нулю. Если между анодом и катодом приложить положительное напряже ние Е а (рис. 10.3), то в пространстве «анод-катод» возникает ускоряющее для электронов электрическое поле, способству ющее движению электронов к аноду. В цепи + Е а, анод-катод,
— Е а возникает ток, называемый а н о д н ы м током іа. Нап равление анодного тока противоположно направлению движе ния электронов. Зависимость анодного тока іа от анодного на пряжения иа называется вольтамперной характеристикой.
ia = F(u a) при U H = const.
Такую зависимость можно снять экспериментальным путем с помощью схемы, показанной на рис. 10. 4.
Вид вольтамперной характеристики показан на рис. 10. 5. Ход кривой объясняется тем, что, пока около катода есть про странственный заряд, увеличение иа, вызывает увеличение іа; однако пространственный заряд при этом постепенно рассеи вается. При некотором анодном напряжении он полностью ис чезает (б) и анодный ток становится равным, току эмиссии ка тода (режим насыщения). У диодов с оксидными катодами іа растет даже в области насыщения (участок б-в). Это объясня
ется тем, что при отсутствии пространственного заряда элект рическое поле, создаваемое источником анодного напряжения,
|
|
|
|
|
|
|
|
проникает в толщу |
оксидного слоя |
и способствует |
выходу |
электронов из катода. |
Опыт показывает, |
что при очень боль |
шом иа оксидные катоды способны |
|
в течение микросекунд от |
давать весьма большой ток эмиссии |
(j3~ 50 а/сж2). Это явле |
ние называется |
и м п у л ь с н о й |
эмиссией. |
законом |
Зависимость |
ia= F(u a) аналитически |
выражается |
степени трех вторых: |
Іа = Шиа3/2 |
диода |
|
|
где m =eonst. |
|
А . Параметры |
п е р е м е н н о м у |
В н у т р е н н е е |
с о п р о т и в л е н и е |
то к у
рdua
Величина RB характеризует сопротивление диода в некоторой
точке вольтамперной характеристики |
при действии на |
нега |
переменного напряжения очень малой величины. |
|
В н у т р е н н е е с о п р о т и в л е н и е |
Г)д и о д а |
|
п о с т о я н н о м у |
т о к у |
К0 ——- |
они |
Величины R B и R 0 зависят от величины U a. |
Изменяются |
вдоль характеристики от сотен ом (на крутом участке) до со тен и тысяч ком в области отрицательных значений U a.
Диоды применяют для выпрямления переменного тока, детектирования колебаний высокой частоты, преобразования частоты, ограничения сигналов.
П р и м е р ы л а м п :
ІЦ 7С , ІЦ ІІП , 6Ц4С — кенотроны;
6Х2П, 6Х6С — детекторные диоды.
Триод отличается от диода наличием сетки, расположен ной между катодом и анодом и служащей для управления анодным током (управляющая сетка, рис. 10. 6.).
Рис. 10. 5. Вольтамперная характеристика диода.
Рис. 10. 6. Обозначение токов и напряжений в триоде.
Рис. 10. 4. Схема для снятия вольтамперной характеристики диода.
§ 10.3. Трехэлектродные лампы (триоды)
П р и н ц и п р а б о т ы
Управляющее действие сетки основано на том, что при по
даче на нее некоторого |
напряжения U g относительно |
катода |
в пространстве сетка-катод образуется |
электрическое |
поле, |
способствующее (при |
U g> 0 ) или |
препятствующее |
(при |
U g<0) движению электронов с катода на анод. Поэтому из менение напряжения U g вызывает изменение анодного тока
лампы. Электрическое поле вблизи катода создается анодным напряжением U a и сеточным-иё= и с. Под действием ре зультирующего поля электроны, покидая пространственный заряд, движутся в направлении к сетке и аноду. Часть элек
|
|
|
|
тронного потока может быть перехвачена сеткой |
(при U g> 0 ) |
и может образовать сеточный ток |
ig. Остальная |
часть элек |
тронного '.потока доходит до анода, |
создавая анодный ток іа. |
Сумма токов ia + ig равна катодному: |
ik = ia-H g. Если U g< 0 , а |
ій = 0, то -ік = іаВследствие малого |
расстояния между |
сеткой |
и катодом изменение сеточного напряжения влияет на |
анод |
ный ток во много раз сильнее, чем такое же изменение анод ного напряжения. На этом и основаны усилительные свойства электронной лампы (рис. 10.7).
Рис. 10. 7. Распределение электрических полей в триоде..
А. Характеристики триода
Анодный ток триода является функцией двух напряжений: ia= F (Ug, Ua). Поэтому свойства триода нельзя описать одной вольтамперной характеристикой, как в случае диода. Это можно сделать с помощью семейства вольтамперных харак
теристик. На практике применяются |
следующие |
виды |
се |
мейств характеристик: |
|
|
|
|
1. Семейство сеточных характеристик анодного тока — за |
висимость анодного тока лампы от |
сеточного |
напряжения |
при различных постоянных значениях |
анодного |
напряжения: |
Ia= F i(U g) при и а= Е а= const (рис. 10.8а). |
|
тока — за |
2. Семейство анодных характеристик анодного |
висимость анодного тока лампы от анодного напряжения |
при |
различных постоянных значениях сеточного напряжения: іа=
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F 2 (Ua) при Ug = const (рис. |
10. б). |
|
|
|
|
|
|
3. |
Семейство |
сеточных характеристик сеточного тока — за |
висимость сеточного |
тока |
лампы |
ig от сеточного напряжения |
Ug при различных постоянных значениях анодного напряже |
ния: ig = F3(Ug) |
|
при |
U a= E a= const. |
а н о д н о - с е т о ч н ы м , |
Первое семейство часто |
называют |
или с е т о ч н ы м и |
характеристиками, |
а |
второе — а н о д н ы - |
м и характеристиками. |
|
характеристик |
снимают |
экспери |
Статические семейства |
|
ментальным путем. |
сеточных |
характеристик. Пусть |
U a= E a= |
РассмотримА . |
ход |
2500. Тогда при U g= 0 іа получает значение, соответствующее |
точке |
При подаче отрицательного напряжения |
на |
сетку |
(U g<0) |
электрическое |
поле |
в |
пространстве |
сетка-катод |
уменьшается, что ведет к уменьшению анодного тока. При не |
котором значении отрицательного напряжения на сетке |
U g = |
Ego = Unop<С0 анодный ток |
становится |
равным нулю, то |
есть |
лампа запирается. В соответствии с этим E go = U nop называют |
н а п р я ж е н и е мв |
|
з а п и р а н и я |
( о т п и р а н и я ) |
л а м - |
п ы. Для разных ламп оно может быть разным. В нашем слу |
чае Ego = — 10 |
|
(рис. 10. 8й ). |
Характеристика нелинейна на |
начальном участке и в области положительных значений |
U g. |
В первом случае это обусловливается |
действием |
нескомпен- |
сированного пространственного заряда, а во втором — ответ |
влением электронного потока в сеточную |
цепь. |
|
|
|
При уменьшении анодного напряжения уменьшается поток
|
|
|
|
|
|
|
электронов с катода на анод. Благодаря этому |
сеточная |
ха |
рактеристика |
смещается |
вправо |
(практически |
параллельно |
самой себе). Несколько анодных характеристик, снятых |
при |
различных значениях сеточного |
напряжения, |
называют |
с е |
м е й с т в о м |
а н о д н ы х |
х а р а к т е р и с т и к |
(рис. |
10.86). |
При Ug = 0 анодная характеристика, подобно характерис |
тике диода, начинается от начала |
координат. |
При |
положи |
тельном Ug в нижней части характеристики наблюдается рез кий подъем. Это объясняется наличием ускоряющего электри ческого поля в промежутке сетка-катод.
В подавляющем большинстве случаев лампа работает в. области отрицательных напряжений на сетке.
Б. Параметры триода
Основными параметрами триода являются:
—крутизна статической характеристики (S);
—внутреннее сопротивление (Ri);
—коэффициент усиления (ц).
Крутизна статической характеристики
при U a= const |
S |
dUg ~ |
AUg maje |
|
|
|
|
(рис. 10. |
8). |
|
|
|
ма/в |
|
Величина S характеризует чувствительность анодного то |
ка к изменениям сеточного напряжения, |
измеряется в |
|
и |
зависит от конструктивных особенностей |
ламп (гуще сетка,, |
ближе к катоду — больше крутизна). |
(1,54-6) |
ма/в. |
|
|
У приемно-усилительных триодов S = |
|
|
|
Внутреннее сопротивление лампы |
|
|
|
|
при Ug = const. |
|
dU_a _ A U a |
|
|
|
|
|
dia |
Ai |
|
|
|
и |
Величину Ri можно найти по конечным приращениям A U a |
Аіа, взятым на |
некотором участке анодной характеристики. |
Зависит Ri от конструкции лампы (чем больше густота сетки, дальше анод от катода, тем больше Ri, так как меньше U a влияет на іа). У приемно-усилительных ламп R ,= (54-50) ком.