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

В технических условиях на лампы часто указываются наименьшие допустимые значения сопротивлений изоляции сетюг и анода по отно­ шению ко всем остальным электродам, вместе взятым. У приемно­ усилительных ламп они при холодном катоде обычно должны состав­ лять не менее 20 МОм.

4. Полный обратный ток сетки. Для получения полного обратног тока сеткн /г_ к рассмотренным трем «обратным» составляющим нужно добавить прямой электронный ток за счет начальных скоростей элект­ ронов 1Се

Зависимость / с_ от сеточного напряжения, получающаяся в результате сложения всех составляющих, показана на рис. 3.63. Ход суммарной кривой определяется соотношением составляющих при различных зна­ чениях Uc и может существенно отличаться от лампы к лампе. На участ­ ке, где в ее состав входит ионная составляющая, суммарная кривая в

.большинстве случаев имеет падающий характер. Резкий перегиб при малых U0 с последующим изменением полярности тока связан с появлением электронного тока, растущего согласно (3.207) с Uc

самопроизвольно изменяться во время использования лампы. Это за­ висит от состояния окружающей среды, например влажности или тем­ пературы, газовыделения из электродов и т. д. Одновременно с /0 будет самопроизвольно колебаться и потенциал свободной сетки. Если сетка будет гальванически изолированной от остальных электродов

178

лампы и на ней установится потенциал, равный потенциалу свободной сетки, то положение рабочей точки за счет колебаний потенциала сетки может быть во времени неустойчивым. Поэтому лампа всегда должна быть включена таким образом, чтобы сетка имела гальваническую связь с остальной частью схемы. Это относится и к другим металлическим деталям в лампе, на которые извне не подается напряжения, например к экранам. Такие детали в большинстве случаев внутри лампы соеди­ няются с катодом.

Рис. 3.64. Схемы каскада усилителя с индуктивной (а) и реостатной (б) связью

В усилителях с индуктивной связью сетка обычно имеет гальвани­ ческую связь с катодом через катушку индуктивности (рис. 3.64, а). Иначе обстоит дело в реостатных усилителях переменного тока (рис. 3.64, б). Для того чтобы передать с сопротивления нагрузки RB преды­ дущего каскада на управляющую сетку лампы последующего только переменную составляющую возникающего на Rs падения напряжения, между Raи сеткой ставится разделительный конденсатор (емкость Сс). В результате этого сетка оказывается гальванически изолированной от остальной схемы. Для того чтобы избежать этого, между сеткой и катодом параллельно лампе включается высокоомное сопротивление, называемое с о п р о т и в л е н и е м у т е ч к и с е т к и (Rc, рис. 3.64,6). Выбор величины RB существенно влияет на качество работы усилителя и определяется следующими двумя соображениями.

1. Цепь, состоящая из разделительной емкости Сс и сопротивления Rc, представляет собой шунт к сопротивлению нагрузки R Bи действует для снимаемого с него переменного сигнала как делитель напряжения;

ряжения, обращенное плюсом к сетке. За счет этого, в зависимости от величины /с_, перемещается рабочая точка лампы. Для получения возможно меньшего смещения нужно, чтобы Rc тоже было возможно меньшим.

Оба эти требования противоречат друг другу. Поэтому прибегают к компромиссному решению: R0 делают настолько большим, насколь­

Влампах с чисто металлическими и с карбидированными катодами

/с_ в нормальных рабочих условиях обычно порядка десятых или сотых долей микроампера, в лампах с оксидным катодом, за счет повышенного значения термотока, — обычно на порядок больше (единицы микроампер). Соответственно этому в первом случае R0

В)

Рнс. 3.65. К выяснению влияния обратного тока сетки на нелинейные искажения

6. Роль обратного тока сетки при работе ламп. Работа радиотехни­ ческих схем резко ухудшается, если в них используются лампы со значительным обратным током сетки. Отрицательная роль этого тока выражается в следующем.

1. Обратный ток, проходя по сопротивлению утечки Rc, создает на нем падение напряжения, постоянная составляющая которого является частью общего напряжения смещения сетки (рис. 3.65,а). Так как некоторые составляющие /с , в первую очередь-ионная, могут самопроизвольно изменяться при эксплуатации лампы, ее рабочая точка не будет строго фиксирована во времени, что приводит к не­ стабильности работы схемы.

2. За счет обратного тока сетки при усилении увеличиваются, не­ линейные искажения. Для пояснения этого вопроса рассмотрим се­ точную цепь триода, содержащую источник усиливаемого сигнала с напряжением цСиг и последовательно с ним активное сопротивление Rc (рис. 3.65,а). Найдем разность потенциалов между сеткой и като­ дом Uс, соответствующую некоторому заданному значению иСиг. Рас­

180

сматривая данную цепь как анодную цепь диода, решаем эту задачу графически по методике, изложенной в § 2.10. Повторяем построение для нескольких мгновенных значений и0нг, взятых через одинаковые приращения напряжения. Из получающейся диаграммы (рис. 3.65,6) видно, что за счет нелинейности характеристики обратного тока оди­ наковым приращениям ггСиГ соответствуют неодинаковые приращения Uc и отсюда и I а. Особенно сильны искажения, когда исиг заходит в область появления электронной составляющей обратного тока сетки.

Физические процессы в лампе, приводящие к появлению обратного тока сетки, вредны не только тем, что за счет обратного тока ухудша­ ют работу схемы, но и тем, что снижают работоспособность и надеж­ ность самой лампы. Важнейшие причины этого следующие.

1. Наличие остатков газов ведет к постепенному снижению эмис­ сии катода,в результате ионной бомбардировки и отравления.

2. Термоэлектроны, эмиттируемые сеткой, летят к аноду не только, когда имеется анодный ток, но и при сеточных напряжениях, при ко­ торых лампа «заперта». В результате анод нагревается, даже когда лампа по существу не работает. Это может стать существенным при работе лампы в импульсном режиме. Если длительность паузы велика по сравнению с длительностью самого импульса, тепловая энергия, сообщаемая аноду термоэлектронами в течение паузы, может стать сравнимой с тепловой энергией, выделяющейся на нем во время им­ пульса, и анод может перегреться.

§3.12. СТАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ТРИОДА

3.12.1.Типы статических параметров ламп с сетками

С увеличением числа электродов растет количество взаимных зависимостей между токами и напряжениями разных электродов и соответственно число возможных статических параметров. Различают три группы параметров.

I. Параметры типа крутизны характеристики

Они представляют собой отношение изменения тока в цепи ка­ кого-либо одного электрода к изменению потенциала какого-либо другого при постоянстве потенциалов всех остальных электродов. Отличительная особенность этого типа параметров заключается в том, что они связывают изменения токов и напряжений, относящихся к различным электродам.

Параметры типа крутизны характеристики обозначаются S. Чтобы при этом отметить, к изменениям какого тока и потенциала данное S относится, к обозначению добавляется два индекса, из которых пер­ вый характеризует ток, второй — потенциал. Так, например, кру­ тизна характеристики тока т-го электрода по напряжению /г-го элект­ рода записывается как

181

Запись в частных производных включает условие, что потенциа­ лы остальных электродов остаются постоянными. Если запись про­ изводится в полных дифференциалах, то условие постоянства осталь­ ных потенциалов необходимо отметить дополнительно

Согласно (3.217) крутизна характеристики Smn равна тангенсу угла наклона касательной к соответствующей статической характе­ ристике /т = / (Un). Параметры типа 5 имеют размерность проводи­ мости и обычно указываются в миллиамперах на. вольт.

В случаях, когда из возможных параметров типа S практически используется только один, как это имеет место у триодов, работаю­ щих при отрицательных Uc, индексы при S можно упустить.

Необходимо отметить, что понятие крутизны характеристики в диоде под данное здесь определение не подходит. В случае диода из-за отсутствия достаточного числа электродов под крутизной характерис­ тики понимают отношение изменений тока и потенциала одного и того же электрода (анода).

II. Параметры типа внутреннего сопротивления

Они представляют собой отношение изменения тока в цепи какоголибо электрода к изменению потенциала того же электрода при пос­ тоянстве потенциалов всех остальных электродов. Параметры этого типа обозначаются R t. Для них необходим только один индекс, так как обе определяющие их величины относятся к одному и тому же электроду. Так, например, внутреннее сопротивление лампы в цепи т-го электрода запишется как

Значение Rt равно величине, обратной тангенсу угла наклона касательной к статической характеристике Im = f (Um), имеет раз­ мерность сопротивления и указывается в Ом, кОм или МОм.

В обозначении внутреннего сопротивления, относящегося к цепи анодного тока, дополнительный индекс «а» не ставится.

III. Параметры типа коэффициента усиления

Они представляют собой взятое с минусом отношение изменения потенциала какого-либо одного электрода, обычно более отдаленного от катода, к изменению потенциала какого-либо другого электрода, обычно расположенного ближе к катоду, при подборе этих изменений таким образом, чтобы ток в цепи одного из этих электродов или ка-

182