Файл: Комаров Е.Ф. Учебное пособие радиотелемастера.pdf

электронов при его нагревании, который называется к а- т о д о м .

Сначала катоды радиоламп изготавливались из тонкой вольфрамовой проволоки и нагревались током, потребляе­ мым от гальванических элементов. Затем для увеличения эффективности работы поверхность катодов стали покры­ вать тонким слоем другого металла (тория). В настоящее время катоды ламп покрываются слоем окислов щелочно­ земельных металлов — бария, стронция, кальция и др.

Лампы с катодом, изготовленным из тонкой проволоки, оказались непригодными для питания от сети переменного тока. Тонкая нить, обладающая малой тепловой инерцией, остывала в промежутках между импульсами тока, и эмис­ сия электронов происходила не непрерывно, а толчками, в такт с изменениями тока. Это приводило к тому, что на выходе приемника обнаруживался фон переменного тока. Поэтому для питания переменным током были разработаны

Обычно подогревный катод выполняется в виде метал­ лического цилиндра (трубки), на наружную поверхность которого нанесен слой окислов щелочноземельных металлов. Внутрь трубки вставляется подогреватель — проводник, свернутый в спираль. Через этот проводник, изолированный от катода, пропускается электрический ток, нагревающий проводник, а вместе с ним и металлическую трубку с на­ несенным на нее слоем окислов. При этом из активного слоя (слоя окислов) начинают излучаться электроны. По­

катода, имеется еще один электрод — анод, представляю­ щий собой пустотелый металлический цилиндр, огибающий катод (рис. 46). Оба электрода помещают в стеклянный (ке­ рамический или металлический) баллон, из которого отка­ чан воздух.

Для исследования свойств диода составим схему, пока­ занную на рис. 47. В этой схеме источник э. д. с. Еи служит

79

для нагрева катода, а источник э. д. с. Еа создает в простран* стве между анодом и катодом электрическое поле. Так как положительный зажим источника Еа подсоединен к аноду диода, а отрицательный зажим — к катоду, то образованное электрическое поле для электронов будет у с к о р я ю ­ щ и м . Под действием этого поля электроны, вылетевшие из катода, будут двигаться по направлению к аноду. Если напряжение источника Еа мало, то и действующее между анодом и катодом диода поле также невелико, и поэтому не все электроны, вылетевшие из катода, достигнут ано­

следующим образом: при нагреве катода с его поверхности будут излучаться электроны, часть которых под действием сил электрического поля устремится к аноду, образуя поток электронов, обратный по направлению анодному то к у /а, а часть образует пространственный заряд. Этот заряд частич­ но рассасывается под действием сил электрического поля между анодом и катодом, но одновременно пополняется новыми электронами, покидающими катод. По мере возрас­ тания анодного напряжения увеличивается число электро­ нов, захватываемых электрическим полем и достигающих анода. Вследствие этого анодный ток возрастает, а плотность пространственного заряда уменьшается.

При некотором напряжении на аноде пространственный

В диоде с оксидным катодом явление насыщения не наблю­ дается, и его анодный ток при увеличении анодного напря­

80

жения будет все более возрастать за счет вырывания элект­ ронов из катода электрическим полем (электростатическая эмиссия). Такое нарастание тока будет происходить вплоть до полного разрушения катода.

Изменим полярность источника Еа.В этом случае к аноду диода будет присоединен отрицательный зажим источника, а к катоду — его положительный зажим. Электрическое по­ ле внутри диода из ускоряющего превратится в тормозящее, и под действием этого поля все электроны, вылетевшие из катода, возвратятся обратно на катод. Ток через диод про­

ной на рис. 48, можно определить качество данного диода и сравнить его с другими диодами. Для оценки качества

анодного напряжения на один вольт. Крутизна характерис­ тики является важнейшим параметром диода, в значительной степени определяющим его качества.

Вторым важным параметром диода является его внут­ реннее сопротивление (обозначается буквой Rj). Внутреннее сопротивление диода, как и всякое сопротивление, измеря­ ется в омах и представляет собой то сопротивление, которое

81

оказывает диод протекающему через него переменному току. Численно внутреннее сопротивление диода определяется как отношение изменения напряжения на аноде диода к изме­ нению анодного тока этого диода, т. е.

Как видно из формулы, внутреннее сопротивление диода есть величина, обратная крутизне его характеристики. Сле­ довательно, чем больше крутизна характеристики диода, тем меньше его внутреннее сопротивление.

Третьим параметром диода, имеющим большое практи­ ческое значение, является мощность рассеивания на аноде (обозначается Ра). Напряжение, созданное источником Еа и приложенное между анодом и катодом диода, заставляет электроны, вылетевшие из катода, двигаться по направле­ нию к аноду с достаточно большой скоростью. При соударе­ нии электронов с анодом энергия, запасенная электронами при движении, переходит в тепло, нагревающее анод. Сле­ довательно, на аноде диода рассеивается некоторая элект­ рическая мощность, величина которой зависит от величины напряжения Ua и величины тока, протекающего через диод. Таким образом, мощность р а с с е я н и я н а а н о - д е прямо пропорциональна напряжению, действующему между анодом и катодом диода, и силе тока, протекающего через диод:

Для каждого конкретного типа диодов существует впол­ не определенная величина мощности рассеивания на аноде, превышать которую недопустимо во избежание перегрева анода и выхода из строя данного диода. Эта величина но­ сит название « д о п у с т и м а я м о щ н о с т ь р а с с е я ­ н и я н а а н о д е » и приводится в справочных таблицах. Чтобы увеличить мощность, рассеиваемую лампой, необ­ ходимо обеспечить усиленный теплоотвод от ее анода, для чего аноды мощных диодов изготавливают достаточно боль­ ших размеров с дополнительными пластинами—охлаждаю­ щими ребрами. Кроме того, для увеличения коэффициента теплоотдачи аноды и охлаждающие ребра чернят.

Диоды применяются в радиотехнике для выпрямления

82