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

вых Uа начало характеристики триода Л\ будет лежать при более отрицательных значениях (У0, чем триода Ли (рис. 3.18). Для оценки взаимного расположения обеих характеристик во всей области отри­ цательных U0 необходимо иметь, кроме точки запирания, еще по од­ ной точке каждой характеристики. Такой точкой может быть та, в ко­ торой потенциал сетки равен потенциалу окружающего пространства.

Как было показано в § 3.1, в этом случае сетка, независимо от своей конструкции, не влияет иа распре­ деление потенциала между анодом и катодом лампы'. Если соответствую­ щее значение сеточного напряжения обозначить UCn, то при U0 — Uc„ ка­ тодные токи в обеих лампах должны быть одинаковыми, т. е. характерис­ тики пересекаются. Значение Ucn при «отпертой» лампе всегда положитель­ но и согласно (2.12), т. е. без учета начальных скоростей электронов, оп­ ределяется отношением ■

Как видно из рис. 3.18, харак­ теристика лампы с более редкой сеткой при прочих равных условиях расположена левее, т. е. дальше

«правыми». Следует обратить внимание на то, что при редкой сетке крутизна подъема характеристики меньше, чем при густой.

3.7.3. Статические характеристики «несводимых» триодов при отрицательных сеточных напряжениях

I. Причины несводимости триода к эквивалентному диоду

Закон степени 3/2 для диода выведен в предположении, что на­ пряженности электрического поля по всей поверхности катода и анода постоянны. Сведение триода к эквивалентному диоду и распростра­

цилиндрическими электродами, т. е. системы, у которых междуэлектродные расстояния во всех точках поверхности электродов одинаковы или, короче говоря, у которых электроды эквидистантны.

1 2 6

(катода и анода) во всех точках одинакова, т. е. что эти электроды находились в дальней зоне поля сетки.

3. Система электродов была бесконечно протяженна, т. е. отсут ствовали краевые эффекты.

В реальных конструкциях триодов поле у катода в большинстве случаев в той или иной степени неравномерное. Для таких ламп закон степени 3/2 становится неточным, хотя он остается точным для эле­ ментарных участков поверхности катода, в пределах которых поле можно считать постоянным. Причины несводимости триода к экви­ валентному диоду в основном следующие.

1. Неэквидистантность электродов. Неравные междуэлектродные расстояния в различных местах рабочей части системы электродов могут быть следствием:

а) несоответствия профилей электродов друг другу (например, встречаются системы электродов, где катод в поперечном сечении — круглый, сетка — овальная, а анод — прямоугольный,- рис. 3.19, а); б) наличия у сеток траверс, благодаря чему даже при согласован­ ных профилях электродов равномерность поля между сеткой и като­

дом на отдельных участ­ ках его периметра нару­ шается (рис. 3.19, б).

2. Большой шаг сетки по сравнению с расстояни­ ем сетка — катод, приво­ дящий к сильному прови­ санию анодного поля и в результате этого к возник­ новению островкового эф­ фекта .

Неприменимость в слу­ чае несводимых триодов закона степени 3/2 для

системы электродов в целом вытекает также из непосредственного рассмотрения физических процессов, определяющих изменение катодного тока при изменении сеточного или анодного напряжений. В несводимых триодах напряженность поля по поверхности катода не постоянна, следовательно, различна в разных местах и плотность уходящего с катода потока электронов. Это особенно сильно выражено в лампах с редкой сеткой. Здесь при отрицательных сеточных напря­ жениях поле может исказиться настолько, что ток снимается только с участков катода, лежащих против середины просвета между витками сетки, а участки, лежащие под витками, «заперты». Соотношение между площадями работающих и неработающих участков катода зависит, очевидно, в первую очередь от величины Uc. Отсюда следует, что в несводимых триодах с изменением Uc при определенных усло­ виях может меняться не только плотность катодного тока, причем

127

на разных участках катода по-разному, но и площадь работающей части эмиттирующей поверхности. Управление электронным потоком здесь, таким образом, происходит как за счет изменения глубины минимума потенциала, так и за счет изменения величины работающей поверхности катода. Все это не учитывается в законе степени 3/2, который был выведен в предположении одинаковой плотности тока

инеизменности размера работающей площади катода.

II.Статические характеристики триодов

с неэквидистантной системой электродов

_Неэквидистантные системы электродов получаются при исполь­ зовании в одной лампе электродов различных профилей. Характе­ ристики таких ламп часто определяют расчетно-графическим способом

Рис. 3.20. Разложение неэквидистантного триода на элементарные триоды

путем разложения несводимого триода на ряд параллельно включен­ ных элементарных сводимых триодов. Для этого поперечное сечение несводимого триода ориентировочно по ходу электрических силовых

триод плоской или цилиндрической конфигурации (рис. 3.20). Скла­ дывая катодные токи этих элементарных триодов, находят ток триода в целом. Экспериментальная проверка показала, что такой метод дает довольно точные результаты.

III.Статические характеристики триодов

средкой сеткой

Всовременных лампах шаг сетки часто бывает больше расстояния сетка-катод. Это приводит к появлению островкового эффекта, су­ щественно изменяющего ход характеристик по сравнению с характе­ ристиками сводимых триодов. Характеристики при островковом эф­ фекте можно сравнительно легко рассчитать аналитически.

При отношении —> 1 катод обычно лежит в ближней зоне

«С К

поля сетки. Это означает, что напряженность поля и отсюда и дейст­ вующее напряжение по поверхности катода не постоянны, как это

1 2 8

считалось ранее, а меняются от точки к точке. Если предположить, что система электродов эквидистантна, то картины поля, а следова­ тельно, и значения Ug периодически повторяются через отрезки, равные шагу сетки. В связи с этим и Uд будет изменяться периоди­ чески с периодом, равным шагу. Периодическое изменение Ug можно свести к соответствующему изменению проницаемости

сетки D, которая таким об­ разом, если рассматривать плоскую систему электродов, становится .периодической функцией поперечной коор­ динаты у (рис. 3.21):

D = D(y). (3.103)

Величина D имеет наи­ меньшее значение под витка­ ми сетки, наибольшее — про­ тив середины просвета.

Для расчетов удобно представить D{y) как сум­ му постоянной составляю­ щей D0 и переменной сос­ тавляющей D~ — D„(y):

D = D0 + D„(y). (3.104)

В таком же виде, очевидно, можно записать и Uд. Если подставить (3.104) в (3.68) и принять, что а от у не зависит (ошибка здесь незна­ чительна), т. е. что

__ 1

° ~ 1 + D0 + D ' ’

д1+ D 0 + D'

что и для неэквидистантных триодов. Несводимый триод в пределах половины шага сетки (больше не нужно, так как поле периодично и симметрично) разлагается на элементарные триоды шириной dy, для

129

каждого элементарного триода определяют Ug, пользуясь зависи­ мостью D = D(y), затем вычисляют его катодный ток, и, наконец,

путем интегрирования от у = 0 до у = —р находят суммарный ток лампы в пределах половины шага.

Для того чтобы сравнительно просто получить представление о влиянии островкового эффекта на ход характеристик, примем сна­ чала, что D_ изменяется по периодической кривой треугольной формы

D = D0- D m( l - - ^ : (3.106)

В том, что (3.106) правильно отра­ жает зависимость, представленную на рисунке, легко убедиться, определяя