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

При построении этих зависимостей на основании вышеизложенной теории нужно иметь в виду, что траектории всех электронов в ней предполагались прямолинейными и энергии их в плоскости сетки —■ одинаковыми и равными eilд. В таком случае каждый электрон, про­ ходящий плоскость сетки, несмотря на наличие минимума, долетает до анода, если только отсутствует виртуальный катод. Это означает, что при 0т > 0 токи / а и / идентичны; только при наличии виртуаль­ ного катода / а < /.

Начнем с малого значения / / / 0 и будем двигаться в сторону его увели­ чения. Для облегчения построения кривой будем одновременно слекак в диаграмме Um/Ua = (см. рис. 3.47) при этом

(//•/о)d — потому, что при меньших 7/70 отсутствует реальное решение

в первую очередь. Если первым достигается значение (7//0)с , то вирту­ альный катод исчезает без скачка анодного тока, так как точка III0=

брано первым потому, что им у рассмотренных ранее характеристик определялась граница между условиями, при которых получаются один

при 7/70= 4 . При Uа=0 потенциал-минимума Um, очевидно, тоже равен нулю. При увеличении Ua он остается равным нулю, т. е. имеется виртуальный катод, пока не будет достигнута кривая С (участок 7 вертикальной линии). При пересечении ее (точка с) виртуальный ка­

168

тод исчезает и / становится равным I. Точка пересечения вертикали с кривой С лежит на кривой UmIUg = /(///0) для U JU g = 1. Так как через эту точку проходит и кривая D, то исчезновение виртуального катода не сопровождается скачком анодного тока. Теперь рассмотрим зависимости / а//0 = f(Ua/Ug) (рис. 3.53,6). До UJ U g= 1 эта зависи­ мость определяется уравнением (3.199). Это кривая, подобная закону степени 3/2 (участок ас), только несколько менее крутая, так как со­ гласно рис. 3.47,6 Хт на реальных ветвях кривых с ростом U j U g

уменьшается. При - щ - > 1 потенциал в минимуме больше нуля, / а=

= /, следовательно, / а от Uа не зависит и характеристика— горизон­ тальная прямая (участок 2 кривой). При обратном ходе I J I 0 остается постоянным и равным единице до достижения в диаграмме для UmIUg кривой В (точка Ъ). Здесь виртуальный катод исчезает и ток скачком спу­ скается до точки Ь' на кривой

тока также и при увеличении UJ U g (рис. 3.54), так как те­ перь виртуальный катод исче­ зает при достижении кривой D, а не С, и разница между этими кривыми перекрывает-

■ся скачком (ср. рис. 3.51,а). Это связано с тем, что кривая на рис. 3.54 выше точки d име­ ет падающий характер, т. е. что условия неустойчивые.

занный при больших положительных значениях Uc, появляется при переходе лампы в режим насыщения.

Сеточные характеристики состоят из двух участков, пологого при малых значениях U0, когда токораспределеиие определяется перехва­ том электронов, и последующего более крутого, соответствующего режи­ му возврата. Граница между обоими участками лежит при значе­

координат.

Иногда необходимо точно знать положение начала сеточных харак­ теристик и их ход в области малых значений тока. При выяснении этого вопроса, очевидно, уже нельзя обойтись без учета начальных скорос­ тей электронов. За счет начальных скоростей сеточные характеристи­ ки, аналогично характеристикам диода, начинаются при отрицатель­ ных значениях сеточного напряжения. Выведенное ранее выражение для расчета тока сетки в режиме перехвата (3.169) здесь использовать нельзя, так как оно относится к положительным значениям Uc, т. е. к случаю, когда электроны налетают на сетку в условиях ускоряющего поля, а при Uc < 0 это происходит при тормозящем поле. Количество электронов, доходящих при отрицательных U0 до поверхности витков сетки, определяется величиной их начальных скоростей, причем не только их нормальными составляющими, но и тангенциальными [Л.3.12]. Последнее связано с тем, что при потенциалах, близких кнулю, электроны оттягиваются к аноду практически уже со всей поверхнос­ ти катода’и попадание их на сетку возможно лишь за счет ухода их в сторону из проходящего мимо витков общего электронного потока. Учет всех этих особенностей приводит при Uc < 0 к следующему выра­ жению для /с, похожему на выражение для начальной области харак­

где Ua'— алгебраическое значение сеточного напряжения, включая контактную разность потенциалов (U'c = Uc + фк — фс); т — коэф­ фициент, зависящий от геометрии системы электродов и от f/a. Зави­ симость его от Uc слаба и ею практически можно пренебречь.

Согласно (3.207) начальная точка сеточной характеристики (7С = = 0) теоретически лежит при U0 — —оо. Для того чтобы иметь воз­ можность фиксировать начало заметного подъема характеристики, под ее началом условились понимать точку, в которой / с = 0,3 мкА. Опре­ делим соответствующее этому току сеточное напряжение Uc нач. Из (3.207) подстановкой для / э выражения (2.27) и последующим логариф­ мированием получаем

171

При заданном f/a начало заметного подъема характеристики, таким образом, зависит от работы выхода сетки, температуры катода и гео­ метрии системы электродов. Так, например, у ламп с катодами прямого накала за счет меньших размеров эмиттирующей поверхности (F —

— малое) и меньшей степени запыленности сетки (ф0 — большое) на­ чальная точка в большинстве случаев лежит при более положитель­ ных значениях Uc, чем у ламп с катодом косвенного накала. С ростом U коэффициент т уменьшается и начало характеристик передвига­ ется в сторону более положительных напряжений.

В соответствии с сеточными характеристиками идут при положи­ тельных Uc и анодно-сеточные. При малых t/0, т. е. когда токораспределение происходит за счет перехвата, они круто идут вверх. При этом их ход мало отличается от хода катодно-сеточных характеристик, так как в режиме перехвата q слабо зависит от U0. С переходом в ре­ жим возврата / а начинает расти медленнее и может даже начать па­ дать. Если при больших Uc катодный ток переходит в насыщение, также начинается спад.

По ряду причин, в том числе и в связи с опасностью перегрева сет­ ки, лампы практически не используются при значениях Uc, при кото­ рых уже наступает режим возврата. Семейства сеточных и анодно­ сеточных характеристик при значениях Uc, соответствующих режиму перехвата, показаны на рис. 3.55,6. Веерообразная форма семейств обусловлена зависимостью q от Uа.

3.10.2. Сеточно-анодные и анодные характеристики

Катодно-анодные характеристики, снятые для положительных Uc, начинаются при отрицательных значениях Ua и идут вверх согласно закону степени 3/2 (рис. 3.56).

Сеточно-анодные характеристики в области отрицательных U совпадают с катодно-анодными, так как отсутствует анодный ток. С переходом в область положительных Uа начинается токораспределение и появляется анодный ток. Так как при малых значениях Uа рас­ пределение тока соответствует режиму возврата, то характеристика анодного тока из начала системы координат круто поднимается вверх, приближаясь к кривой катодного тока. За счет этого сеточный ток на­ чинает падать, так что на сеточно-анодной характеристике около оси ординат получается максимум. При больших значениях t / a, когда ус­ танавливается режим перехвата, сеточный ток медленно уменьшается, а характеристика анодного тока все больше приближается к характе­ ристике катодного. Перегиб на анодных характеристиках, о котором

172