Файл: Клейнер, Э. Ю. Основы теории электронных ламп учебное пособие.pdf

Для того чтобы указать на характеристике лампы положение участка, используемого при работе, вместо понятия точки покоя часто удобнее пользоваться понятием рабочей точки. Под рабочей точкой понимают точку на характеристике, соответствующую середине ис­ пользованного при работе участка (рис. 2.36, точка О'). Когда по­ стоянная составляющая напряжения электрода имеет такое значение, что кривая его суммарного напряжения не выходит в сторону отри­ цательных значений за пределы-начала характеристики и к тому же используемый участок характеристики слабо искривлен, рабочая точка^практически совпадает с точкой покоя (см. рис. 2,35).

§ 2.5. ВЛИЯНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НАКАЛА

НА ФОРМУ АНОДНОГО ТОКА

Если в лампах с прямонакальным катодом для нагрева катода использовать переменное напряжение, то у анодного тока появится переменная составляющая, не связанная с формой питающего анод­ ного напряжения. Для разбора этого явления, которое является следствием неэквипотенциальностй катода, предположим, что в анод­ ной цепи имеется только источник постоянного напряжения. Общую

и

t

Рис. 2.37. Возникновение переменной составляющей анодного тока в лампах- с прямонакальным катодом за счет переменного напряжения накала:

а — схема включения; 6 — потенциальная диаграмма; в — форма на­ пряжения накала; г — форма анодного тока

подобно диаграмме рис. 2.31, наклон линии падения напряжения вдоль катода в любой момент времени не будет один и тот же, а будет меняться периодически в такт с изменением мгновенного значения напряжения накала (рис. 2.37, в). При этом линия падения напряже­ ния будет качаться как маятник с осью вращения в точке, соответст­

Одновременно с изменением потенциалов на катоде изменяется и действующая разность потенциалов между анодом и отдельными участками катода. Так как с изменением Ua изменяется и / а, то у анодного тока появляется переменная составляющая. Изменение на­ пряжения накала и действующего анодного напряжения — противо­ положного знака, поэтому ia меняется в противофазе с «п.

Описанный эффект получается не только в диодах, но и во всех лампах с прямонакальным катодом. Он очень мешает при использо­ вании ламп для усиления, в особенности сигналов низкой частоты. Если для накала применять ток промышленной частоты, то появля­ ется помеха с частотой 50 Гц, которая в громкоговорителе проявляется как гудение. Поэтому для питания цепи накала прямонакальных ламп, используемых как усилительные, переменное напряжение применять нельзя.

У ламп с катодом косвенного накала это явление не наблюдается, так как подогреватель электрически изолирован от катода.

У мощных ламп с прямонакальными катодами при использовании переменного напряжения накала может появиться переменная со­ ставляющая анодного тока и за счет магнетронного эффекта.

§2.6. СТАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ДИОДА

2.6.1.Определение понятия

«параметры электронной лампы»

Для того чтобы иметь возможность сравнивать свойства различ­ ных ламп между собой и характеризовать лампу как элемент электри­

но охарактеризовать, различают электрические параметры, параметры механического, климатического, теплового режимов и т. д. Электри­ ческие параметры в свою очередь можно подразделить на параметры, характеризующие условия токопрохождения через лампу, например,

69

предельно допустимый электрический режим, например, предельно­ допустимую мощность, рассеиваемую анодом и т. п.

Основными параметрами лампы являются параметры, характери­ зующие условия токопрохождения. Для характеристики этих условий используются величины, представляющие собой отношение изменений

нами дифференциальными и поэтому обыч­ ноназываются д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы м и п а р а м е т р а м и

ла м п * .

2.6.2.Крутизна характеристики

Удиодов различают два параметра, крутизну характеристики и внутреннее сопротивление лампы.

Крутизна характеристики, обозначаемая буквой S, в случае диода определяется как отношение изменения анодного тока к изменению анодного напряжения

Величина 5 имеет размерность проводимости и обычно указывается в миллиамперах на вольт (мА/В). Согласно определению 5 равно тангенсу угла наклона касательной к характеристике лампы (рис. 2.38).

5 = tg а.

Так как характеристика нелинейна, то 5 меняется вдоль нее от точки к точке.

Формулы для расчета S выводятся из уравнения характеристики согласно определению (2.72). Значения 5 будут различны, если рас­ чет производить без учета или с учетом начальных скоростей электро­ нов.

* В книге в большинстве случаев будут рассматриваться только дифферен­ циальные параметры. Когда в дальнейшем будет речь о параметрах ламп без дополнительных оговорок, то имеются в виду дифференциальные параметры.

70

Расчет крутизны характеристики без учета начальных скоростей. В этом случае выражение для расчета S как для плоской, так и ци­ линдрической системы электродов находится путем дифференциро­

Коэффициент а, подобно G, зависит только от размеров системы электродов, и для каждого типа ламп является величиной постоянной. Он называется п о с т о я н н о й

к р у т и з н ы .

Очень важной величиной для ха­ рактеристики эффективности той или иной конструкции ламп является от­ ношение 5 / / а, которое представляет своего рода «удельную крутизну по току». Оно показывает, какую кру­ тизну имеет лампа на 1 мА анодного тока. Делением (2.73) на (2.11) по­ лучаем

и / а, на отдельных участках характеристики подчиняется различным закономерностям.

I. Начальная область

Дифференцирование (2.31) по Uа дает

71

Заменяя / аеит согласно (2.31) через / , получаем

(2.77)

В начальной области S, таким образом, пропорционально / а. Это обстоятельство является следствием того, что ток здесь меняется с напряжением по экспоненциальному закону и производная такой функции пропорциональна самой функции. Коэффициент пропорцио­

токе должна быть тем больше, чем меньше Т в. Перенося в (2.77) / из правой части уравнения в левую, имеем

(2.78)

т. е. при неизменном Т к отношение S /Iа в начальной области харак­

Как будет показано дальше, 1 Шт— это максимальное значение величины S /Ia, которое при заданной температуре катода может быть достигнуто теоретически. При оксидном катоде, если принять

7"к = 1160 К и t/y « 0 ,1 В соответственно, 5 / / а « 10 В-1.

II. Область пространственного заряда

Для того чтобы показать связь крутизны с нормированными ста­ тическими характеристиками, умножим и разделим правую часть (2.72) на I oqUх и внесем Ur в числителе и /„ в знаменателе под зна­ ки дифференциалов. Это допустимо, так как I^ и Ur от Ua не зависят. Тогда

72