Файл: Бобровников Л.З. Радиотехника и электроника учебник.pdf

Это приводит к тому, что триод способен усиливать входные электрические сигналы по току, напряжению и мощности.

Недостатком триодов с термоэлектронным катодом является ограниченный срок службы катода и сравнительно малая надежность. Это обусловлено постепенным разрушением нити накала и испаре­ нием ее активной поверхности. Кроме того, эффективность термо­ электронных катодов мала, так как большое количество энергии тратится на нагревание электродов и колбы лампы. В последние годы были разработаны и получили широкое применение электрон­ ные лампы с автоэлектронными и туннельными холодными катодами. Особенностью триодов с холодным катодом является то, что в них управление плотностью электронного потока с помощью обычной управляющей сетки малоэффективно, посколь­

иуправляющей сеткой образуется облако

«медленных» электронов, подобное электронному облаку вблизи

Недостатком триода, ограничивающим его применение при вклю­

связь может быть уменьшена в триодах специальной конструкции — нейтронах, однако полностью ее устранить не удается.

Т е т р о д ы . В тетроде анод и управляющая сетка разделены электростатическим экраном, выполненным в виде сетки (рис. 13, а).

Экранная сетка не должна препятствовать прохождению электро­ нов от катода к аноду. С этой целью она выполняется из тонкого провода и на нее подается положительное напряжение (рис. 13, б).

Особенностью тетрода является необходимость работы в таком

тронный эффект: вторичные электроны, появляющиеся в результате попадания электронного потока на анод, вырываются с его поверх­ ности и захватываются экранной сеткой. Это вызывает уменьшение анодного тока вплоть до того, что он может стать равным нулю. Если коэффициент вторичной эмиссии больше единицы, то анодный ток может стать отрицательным. Динатронный эффект может быть устра­ нен при формировании электронного потока в электронные лучи

47

значительной плотности, вследствие чего в ооласти пространства анод — экранная сетка создается отрицательный объемный заряд. Это приводит к появлению вблизи анода области с нулевым потен­ циалом, преодолеть которую могут лишь электроны, идущие от

Анод

Экранная

О о о о о о о сетка

Управляющая сеткао о о о о о о о

Катод

Рис. 13

катода и имеющие большую скорость. Вторичные электроны, эмиттированные анодом, имеют весьма малую скорость, преодолеть область нулевого потенциала они не могут и возвращаются на анод.

В последние годы разработаны тетроды с холодным катодом, но наибольшее применение в радиоэлектронике нашли тетроды с авто­

сколько десятков микрометров, вследствие чего напряженность

Также малы расстояния между катодом, управляющим и экранным стержнями. Диаметры управляющего и экранного стержней не пре­ вышают нескольких сотен ангстрем. Объем лампы несколько куби­ ческих миллиметров. Такой тетрод при анодном напряжении в 10 в

48

имеет анодный ток 0,1 ма и потребляет всего 1 мвт. Динатронного эффекта практически нет вследствие специальной обработки поверх­ ности анода, малости анодного напряжения и наличия отрицатель­ ного объемного заряда.

П е н т о д ы . В маломощных электронных лампах динатронный эффект устраняется при помощи защитной или антидинатронной сетки, помещаемой между анодом и экранной сеткой и имеющей потенциал, равный потенциалу катода (рис. 15, а).

Электрическое поле, создаваемое антидинатронной сеткой,

ные лампы принято называть пентодами.

0 20 40 60 80 WO 120 МО 'SO wo

Рис. 15.

Наличие в пентоде между анодом и управляющей сеткой еще двух сеток практически полностью устраняет между ними емкостную обратную связь даже на очень высоких частотах. Особенностью пентодов является возможность подачи напряжения управляющего сигнала не только на управляющую, но и на защитную и экранную сетки, поскольку все три сетки (хотя и с неодинаковой эффектив­ ностью) способны управлять плотностью электронного потока.

Анодная характеристика пентода приведена на рис. 15, б.

Врадиоэлектронике используются многие модификации пентодов

стермоэлектронным и холодным катодами, из которых наиболее

важны пентоды с катодной сеткой, стержневые пентоды и пентоды со вторичной электронной эмиссией.

У обычных пентодов с термоэлектронным катодом крутизна анодно-сеточной характеристики не превышает 30 ма/в, что иногда является недостаточным. Пентоды с катодной сеткой имеют крутизну

характеристики до 100 ма/в; это достигается тем, что между катодом и управляющей сеткой вводится дополнительная сетка, на которую подается постоянное положительное напряжение (10—20 в). С по­ мощью катодной сетки нейтрализуется отрицательный объемный заряд электронного облака вблизи поверхности катода, чем в значи­ тельной мере облегчается эмиссия термоэлектронов. Это приводит к увеличению плотности тока катода и, следовательно, к увеличению крутизны характеристики.

Особенностью пентодов с катодной сеткой является возможность нормальной работы с напряжением на аноде и экранной сетке 10— 30 в.

"Увеличение крутизны характеристики до 1 а/в достигается за счет использования в пентодах вторичной эмиссии электронов. Работа

В результате этого между первым и вторым динодами, вторым динодом и анодом возникают ускоряющие поля, увлекающие на анод

у каждого динода доходит до 10, ток анода почти в 100 раз больше тока первого динода и крутизна характеристики также увеличивается в 100 раз. В общем случае число динодов может достигать 10, вслед­ ствие чего первичный анодный ток (ток первого динода) может быть усилен в несколько десятков тысяч раз.

В последние годы широкое применение нашли стержневые пен­ тоды с холодными и термоэлектронными катодами. Конструкция стержневого пентода с автоэлектронным катодом аналогична кон­ струкции рассмотренного выше тетрода.

Особенностью стержневых пентодов с термоэлектронным катодом является использование в них вместо сеток системы плоских или круглых стержней. Управляющие, экранные и защитные стержни фокусируют электронный поток в электронный луч, плотность кото­ рого может меняться в широких пределах за счет изменения напря­ жения на управляющих стержнях. Стержневые пентоды просты

50

в производстве, малогабаритны и легко переносят большие механи­

ной лампе свыше трех-четырех практически не улучшает ее усили­ тельные способности настолько, чтобы это было оправдано существен­ ным усложнением производства и снижением надежности эксплуата­ ции. Поэтому многосеточные электронные лампы применяются в тех случаях, когда возникает необходимость иметь устройство, управля­ емое одновременно несколькими сигналами.

Однако широкое применение находят комбинированные лампы, у которых в одном баллоне может быть 2—4 отдельные лампы. Имеются, например, двойные триоды, двойные пентоды, двойные триод-пентоды.

Н у в и с т о р ы . Необходимость полной автоматизации произ­ водства, увеличения механической прочности электронных ламп и увеличения устойчивости к воздействию повышенной температуры окружающей среды привела к разработке нувисторов, отличитель­ ными особенностями которых является использование коаксиальной системы электродов и применение сверхминиатюрных металлокерамических баллонов.

§ 14. Электронные лампы с управлением скоростью электронного потока

В лучшем случае электронные лампы с управлением плотностью электронного потока могут работать на частотах до 2—5 Ггц.

Наличие неустранимых межэлектродных емкостей, индуктивностей вводных электродов и соизмеримость времени пролета элек­ тронов в межэлектродном

на рис. 17. Электронный поток, получаемый с поверхности термо­ электронного или холодного катода, ускоряется полем анода и с по­ мощью фокусирующей системы формируется в электронный луч.