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

нить некоторым эффективным электрическим радиусом сэф, в пределах которого электроны попадали бы на виток сетки и который в зависи­ мости от значения Uc/Ug был бы больше, равен или меньше с, то фор­

диапазоне напряжений, в котором /0 определяется перехватом элект­ ронов. Исходя из этого в общем случае полагаем

Основное содержание вывода заключается в нахождении зависи­ мости (3.170). Эту задачу удобно решать в два этапа, различие между которыми состоит в степени точности, с которой учитывается электри­

ческое поле лампы. Рассмотрим условия при -щ- > 1. При таком со­

отношении потенциалов электрическое поле в пространстве между электродами в первом приближении можно разбить на следующие две области (рис. 3.39):

Рис. 3.39. Апроксимация траектории «крайнего» электрона, попадающего в режиме перехвата на виток сетки при Uc > Uo ■

а — 1-е приближение; 6 — 2-е приближение: I — область равно­

мерного поля; II — область центрального поля

1.Область, примыкающую к катоду с одной стороны и к аноду —

сдругой и простирающуюся с обеих сторон до плоскости сетки. Здесь поле считается плоским и равномерным. Область охватывает дальнюю зону и внешнюю часть ближней зоны поля сетки. Потенциал в плос­ кости, сетки принимается равным действующему.

2.Область в непосредственном окружении витка сетки, где поле цилиндрическое. Ее радиус мал по сравнению с шагом сетки. Она со­

152

ответствует примыкающей к витку части ближней зоны сетки. На гра­ нице ее с первой областью потенциал принимается равным действую­ щему.

В первой области траектории электронов прямолинейны и пер­ пендикулярны плоскости электродов, во второй — электроны отклоня­ ются к витку под действием центральной силы. Электроны, попадаю­ щие на плоскость сетки вне пределов второй области, по прямолиней­ ным траекториям доходят до анода. Если теперь радиус второй области выбрать таким, чтобы «крайний» электрон, т. е. электрон, подходя­ щий к границе второй зоны по касательной, как раз еще тангенциаль­ но достигал витка сетки (траектория 0—1—2, рис. 3.39, а), то это, очевидно, и будет эффективный радиус сетки сэф. По законам механики при движении тела в поле центральной силы момент количества дви­ жения остается постоянным

где т — масса тела; о — скорость тела; г — расстояние от центра.

Соответственно

( 3 . 1 7 5 )

В действительности траектория «крайнего» электрона более плав­ ная, чем она принята в первом приближении. Она уже несколько ис­ кривлена до точки вхождения электрона в чисто цилиндрическое поле. Второе приближение заключается в учете этого предварительного от­ клонения. Для этого принимают, что диаметр области чисто цилиндри­ ческого поля несколько, больше, чем а первом приближении, так что «крайний» электрон входит в это поле не в плоскости сетки, а в точке

.с координатами х0 и у0 (рис. 3.39, б). Далее предполагают, что электрон в этой точке имеет не только продольную составляющую скорости

153

v ... = 1/ - ^ - U a, но и некоторую поперечную vy0. Величина и 0 опре-

деляется как поперечная составляющая скорости, которую имел бы в этой, точке идущий с катода электрон при движении в электрическом поле вида (3.5). Предполагается также, что электрон приобретает по­ перечную составляющую скорости в тонком переходном слое между областями равномерного и цилиндрического полей. Расстояние точки 'x0, Уо от продольной плоскости через ось витка, очевидно, соответству­ ет величине сэф. С поправкой на уточнение траектории (3.173) и (3.175) принимают вид [Л.3.7):

=подставив для Uд выражение (3.68). Если ограничиться пер­

вым приближением, то она выразится как

Ход этой зависимости показан на рис. 3.40. Для того, чтобы придать кривой более общий характер, по оси абсцисс отложена не величина

цаемость сетки.

Определим некоторые характерные точки кривой q =

Рис. 3.40. Теоретический ход кривых токораспределения:

1—1 — для режима перехвата; 11—11 — для режима воз­ врата

154

1. Начало характеристики. Из условия q = 0 получаем абсциссу начальной точки

Кривая, таким образом, имеет крутой подъем в области отрицатель­

На этом же рисунке показана кривая для q в режиме возврата. Реальным условиям работы ламп соответствуют участки кривых, изображенные сплошными линиями. Общая кривая токораспределения сначала идет круто вверх по кривой для режима возврата, а после пе­ ресечения обеих кривых переходит на пологую кривую для режима перехвата. Однако в действительности в точке перехода из одного ре­ жима в другой нет такого резкого перелома, как это получается на ри­ сунке. Это объясняется частично тем, что при значениях UJU C, соот­ ветствующих режиму возврата, сеточный ток получается не только за счет электронов, возвращающихся на сетку из пространства сетка — анод, но и электронов, перехватываемых ею при их движении от катода к аноду. С ростом Uа/ 0 с и приближением к режиму перехвата доля сеточного тока за счет перехвата электронов постепенно' возрастает и кривая токораспределения плавно переходит от одной закономерности к другой. На переход влияет и ряд других явлений, не учтенных в тео­ рии: пространственный заряд между сеткой и анодом, начальные скорости электронов и т. д.

Участок кривой для режима перехвата до пересечения ее с кривой для возврата (пунктирный участок кривой на рис. 3.40) не определяет непосредственно токораспределение в лампе. Его ординаты соответст­ вуют количеству электронов, которое в режиме возврата проходит через плоскость сетки в направлении от катода к аноду (см. рис. 3.34, ток /).

155

3.8.7. Динатронный эффект

Закономерности токораспределения, выведенные ранее, определяют

При малых значениях Еп (< 10 —20 эВ) а имеет малое значение и кривая- а — f(EB) идет полого. Затем наступает крутой подъем, при некото­ ром значении энергии первичных электронов Епт коэффициент а дости­ гает максимума (сгт ) и дальше с ростом Еа медленно уменьшается. Для большинства металлов от лежит в пределах 0,5—1,8, а Епт — в преде­ лах 200—800 эВ, а для полупроводников ат —в пределах 1—1,5. Епт—■' в пределах 300—800 эВ. Распределение вторичных электронов по энер­ гиям показано на рис. 3.42: кривая имеет широкий и высокий пик,

156