Файл: Клейнер, Э. Ю. Основы теории электронных ламп учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 127
Скачиваний: 0
равно тангенсу угла наклона касательной |
в этой точке, деленному |
||
на ординату этой точки. Выражение (2.81) |
дает возможность рассмат- |
||
С |
|
|
|
ривать -т- UT как функцию от 1/1 M и UJU T . |
|||
*а |
а |
и |
|
|
|
I со |
|
и построить |
наподобие диаграммы Ферриса диаграмму, состоящую |
||
из семейства |
кривых -у— UT= / ^ r - j |
при |
I J I m в качестве парамет |
ра. Так как 5 в большинстве случаев рассчитывается по заданному
I а, то целесообразно исключить Ug из аргумента, представив — Ur в
виде |
|
|
|
|
|
|
|
J - U |
T = f ( - ± - , |
(2.82) |
|||
|
/ а |
\ |
со |
со / |
|
|
и |
пользоваться для определения |
S |
семейством S //a = |
f ( /а/ / ет) |
при |
|
/ |
э/ / от в качестве параметра. Такое семейство легко построить, |
если |
5Uj la
Рис. 2.40. Кривые для определения крутизны характеристики плоского диода с учетом начальных скоростей электронов
на основании (2.81) для каждой точки нормированных характеристик
С
определить значение |
Ur |
и затем |
провести |
в диаграмме |
Ферриса |
||||
|
|
' а |
5 |
|
S |
0,2; 0,4 |
и |
т. д., |
см. |
|
|
|
|
||||||
линии одинаковых значений -j-U t |
|
(7—Ur = |
|||||||
рис. |
2.17). Как уже |
|
' а |
в |
1а |
|
§ |
— 1, |
|
указывалось, |
начальной области |
-у-Ur |
|||||||
так |
что граничная |
кривая |
между |
начальной |
областью |
‘ а |
|
||
и |
областью |
S
пространственного заряда представляет собой линию у—11т = 1. Это
1а
наибольшее значение-;5—Ut , так как в области пространственного за-
' а
ряда S /Iа согласно (2.76) с ростом Иа уменьшается. Линии меньших
значений -^-Uj соответственно лежат выше линии |
-j -U t |
= |
1. |
Пере- |
‘а. |
'а |
|
|
|
|
S гг |
|
снорми- |
|
носяточкипересечениилиниипостоянногозначения-у—Ut |
||||
|
5* а |
|
/ |
, по- |
рованными характеристиками в систему координат -r-Ur |
-т~А- |
лучаем искомую диаграмму (рис. 2.40). Горизонтальные отрезки
кривых соответствуют начальной |
области, |
падающий участок — об |
|
ласти пространственного |
заряда, |
точки на |
оси абсцисс — насыще |
нию; в этих точках I |
= 1 |
|
|
На рис. 2.18 совместно с универсальной нормированной характе ристикой диода приведена соответствующая зависимость
Расчет крутизны с учетом начальных скоростей для цилиндриче ской системы электродов. В этом случае расчет настолько сложен, что практически предпочитают определять S по наклону касательной к рассчитанной характеристике.
2.6.3. Внутреннее сопротивление электронной лампы
Внутреннее сопротивление лампы
|
|
|
(2.83) |
R t |
имеет размерность |
сопротивления и обычно указывается |
в омах |
или |
килоомах. |
как следует из определения, величина обрат |
|
В случае диода R lt |
|||
ная 5. Отсюда |
S R t = 1, |
(2.84) |
|
|
|
если S подставлять в амперах на вольт, a Rt — в омах.
2.6.4. Простейшие методы практического определения параметров диода
а. Графическое определение по характеристикам. Для реальны ламп параметры часто определяют по экспериментально снятым ха рактеристикам. Для этого на характеристике, для которой нужно определить параметры, например в точке А (рис. 2.41), строят пря моугольный треугольник АВС так, чтобы его катеты были параллель ны осям координат, а гипотенузу составлял отрезок самой характерис-
74
тики. Такой треугольник называют х а р а к т е р и с т и ч е с к и м . Для получения достаточно точных для практики результатов размеры треугольника должны быть настолько малыми, чтобы использован ный в качестве гипотенузы отрезок характеристики можно было счи
тать линейным. Пусть координаты точки А будут / а, |
Ua, точки В — |
|
/ а , Uа- Катеты характеристического треугольника |
тогда |
соответст |
вуют приращениям / а и Uа, а именно: катет ВС — Д/а= |
/"а— /а, |
катет АС — ДUa — Ua — Ua. Если в (2.72) и (2.83) дифференциалы заменить соответствующими прираще
ниями, |
то |
по |
отношению |
катетов |
|
|||||
треугольника |
можно |
определить па |
|
|||||||
раметры |
как |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
S |
А/а |
К |
|
(2.85) |
' |
||||
|
A Uа |
и ;-и „ |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
Ri |
A Uл |
и„ —и„ |
( 2. 86) |
|
|||||
|
|
к |
|
|
||||||
|
|
А/я |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
б. |
Метод |
двух точек. |
В |
случае, |
|
|||||
когда |
нет |
заранее |
снятой |
характе |
|
|||||
ристики, для нахождения параметров |
Рис. 2.41. Определение пара |
|||||||||
в какой-либо |
точке, |
|
например А |
метров диода методом характе |
||||||
(рис. 2.41), |
достаточно |
измерить / а и |
ристического треугольника |
|||||||
0 й в |
этой |
и |
в |
какой |
либо сосед |
|
ней точке характеристики, например В, По результатам этих двух измерений затем вычисляют параметры, используя выражения (2.85)
и(2 .86).
2.6.5.Зависимость параметров диода от анодного напряжения
Как уже указывалось, значения параметров от точки к точке ха рактеристики меняются. Для того чтобы представить себе характер этих изменений, можно не учитывать начальные скорости электронов. Тогда теоретическая зависимость S от U на возрастающем участке характеристики дается уравнением (2.73); здесь 5 увеличивается
пропорционально Ua2 (рис. 2.42). При переходе в насыщение, где характеристика представляется горизонтальной прямой, S скачком падает до нуля. Теоретическая зависимость 5 от / а на возрастающей части характеристики описывается уравнением (2.75) и имеет ход, похожий на кривую рис. 2.42. В реальных условиях, в основном в результате влияния факторов, рассмотренных в § 2.3, S изменяется более плавно, чем показано на рис. 2.42 (рис. 2.43).
Величина Rit согласно (2.84), изменяется обратно пропорцио нально 5.
75
s
s
Рис. 2.42. Теоретический ход |
зави |
Рис. 2.43. Зависимость парамет |
симости крутизны характеристики |
ров от анодного напряжения у |
|
от анодного напряжения без |
учета |
реальных диодов |
начальных скоростей электронов: |
|
|
1 — область пространственного заряда; |
II — |
|
область насыщения |
|
|
2.6.6. Параметры ламп как отношения амплитуд переменных составляющих токов и напряжений
Если напряжения, подаваемые на электроды ламп, содержат переменные составляющие и амплитуды их настолько малы, что прак тически не возникает нелинейных искажений, то параметры ламп можно выразить как отношения амплитуд переменных составляющих соответствующих токов и напряжений.
Возможность замены в определениях параметров приращений постоянных токов и напряжений амплитудами переменных составляю щих становится очевидной, если сопоставить рис. 2.35 и 2.41. Тре угольник obd на рис. 2.35 можно рассматривать как подобие харак теристического треугольника АВС на рис. 2.41; в треугольнике obd
рис. 2.35 |
горизонтальный |
катет |
равен |
t/am, вертикальный — |
/ ат. Заменяя в (2.85) и (2.86) приращения |
соответствующими пере |
|||
менными |
составляющими, |
получаем |
для параметров диода |
|
|
|
S = -Ьш- , |
(2.87) |
|
|
|
UZni |
|
|
|
|
Rt = |
. |
(2 .88) |
|
|
Лют |
|
На основании этих выражений понятиям параметров 5 и R, можно дать некоторую дополнительную физическую трактовку. Если (2.87> переписать в виде
/ аm = S U lm, |
(2.89> |
то 5 можно рассматривать как некоторый коэффициент, позволяю щий по величине переменной составляющей анодного напряжения вычислить переменную составляющую тока, протекающего в анодной цени. Выражение (2.88) напоминает закон Ома с той особенностью, что оно относится только к переменным составляющим анодного тока
76
и напряжения. В соответствии с этим Rt можно рассматривать как сопротивление лампы переменному току. В заключение следует еще раз подчеркнуть, что все сказанное действительно лишь при малых амплитудах переменных составляющих.
§2.7. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЛАМПЫ ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
Внекоторых случаях^ необходимо знать, какое сопротивление лампа представляет для постоянного тока. Сопротивление лампы постоянному току R0 определяется аналогично обычному сопротивле
нию (рис. 2.44):
До = - *га - . |
(2-9°) |
где / — постоянный ток, проте кающий через лампу; V &— паде ние напряжения на лампе, соот ветствующее по характеристике лампы анодному току I л.
Так как характеристика нели нейна, то R0 подобно внутренне му сопротивлению Дг меняется от точки к точке характеристики.
Величина R 0 не дифференци альная, поэтому ее не принято рассматривать как характерный параметр лампы.
Существует прямая связь между (2.73) можно R t представить в виде
t 90i~ Ri
Рис. 2.44. К определению сопро тивления лампы постоянному току
R 0 и Д г. На основании (2.84) и
2 |
1 |
Rt = T W |
f ’ |
на основании (2.90) и (2.11) R0 — в виде
(2.91)
Ro ~ GU1!' ’
откуда
Ro'Ri = \ •
§ 2.8. МЕЖДУЭЛЕКТРОДНАЯ ЕМКОСТЬ ДИОДА
Два" металлических электрода, разделенных диэлектриком, как известно, представляют собой конденсатор, т. е. имеют некоторую электрическую емкость. Это относится и к электродам электронных ламп; роль диэлектрика здесь выполняет вакуум. Емкости между электродами ламп называются м е ж д у э л е к т р о д н ы м и е м к о с т я м и . Проводимость емкости действует параллельно проводи
77
мости междуэлектродного пространства. Поэтому в эквивалентной схеме лампы междуэлектродная емкость включена параллельно соот ветствующему междуэлектродному промежутку (рис. 2.45).
Междуэлектродные емкости могут существенно влиять на работу
схемы, |
в |
которой используется лампа. В большинстве случаев они |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
играют |
отрицательную |
роль. |
Это |
сказывается |
в |
||||||||||
|
|
|
|
|
основном |
при |
работе на |
высоких |
частотах, |
ког |
||||||||||
|
|
|
|
|
да |
их |
реактивные |
|
сопротивления |
|
могут |
стать |
||||||||
|
|
|
|
|
настолько малыми, |
что |
они заметно |
шунтируют |
||||||||||||
|
|
|
|
|
междуэлектродный |
промежуток лампы. |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Величина емкости |
между |
двумя |
электродами |
|||||||||||
|
|
|
|
|
ламп |
определяется |
|
не |
только емкостью |
между |
||||||||||
|
|
|
|
|
активными |
участками |
их |
поверхностей, |
|
т. |
е. |
|||||||||
Рис. |
2.45. |
Диод с |
участками, |
непосредственно |
входящими в |
систе |
||||||||||||||
му электродов |
и прямо |
связанными |
с прохожде |
|||||||||||||||||
учетом |
емкости |
нием электронного потока через |
междуэлектродное |
|||||||||||||||||
между |
анодом |
и |
||||||||||||||||||
|
катодом |
|
пространство; |
но и |
емкостью, |
создаваемой |
при |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
соединенными |
к этим электродам |
деталями, |
име |
||||||||||||
косвенное |
|
|
ющими к токопрохождению |
через |
вакуум |
лишь |
||||||||||||||
отношение, • |
как |
|
то: |
вводами, |
держателями, |
экрана |
||||||||||||||
ми |
и |
т. |
д. |
Таким |
образом |
емкость |
между |
|
электродами |
т |
и |
|||||||||
п (Стп) |
можно |
рассматривать |
как |
параллельное |
соединение |
двух составляющих, емкости между активными участками электродов
Стп акт и пассивной составляющей Стп пас за счет деталей, |
располо |
женных вне блока электродов (рис. 2.46) |
|
Стп — Стп акт + Стп пас. |
(2.92) |
Пассивная составляющая может составлять значительную долю пол ной междуэлектродной емкости. Активная составляющая, в отличие от пассивной, через размеры системы электродов связана с дифферен-
|
°т п а к т |
|
|
Н |
И |
|
|
итп пас |
|
|
я |
|
S) |
|
Рис. 2.46. |
Система лампы из двух |
электродов |
(а) |
и ее емкостной эквивалент (б) |
циальными параметрами лампы. Поэтому при необходимости получе ния малого значения междуэлектродной емкости в первую очередь следует добиваться снижения пассивной составляющей.
78