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

Согласно (3.251) frBX и, следовательно, соСвх.раб можно найти как

Как видно из рис. 3 .9 7 , / с состоит из двух составляющих:

1)тока Гс, идущего под действием напряжения t/BX через ем

кость Свх> С Т й Т

I С Ш^ВХ. стат ^вх>

Учитывая (3.260), путем сравнения с (3.289) получаем

=— 2 0 ,3 .

3.13.8. Электронная лампа как четырехполюсник

Из-за необходимости учета реактивных сопротивлений междуэлектродных емкостей, а также ряда других сопротивлений, пока еще не рассмотренных, эквивалентные схемы при переходе к более

217

высоким частотам ламп становятся довольно сложными. Поэтому во многих случаях целесообразно представить электронную лампу как четырехполюсник (рис. 3.98). Так как эквивалентные схемы ламп, как было показано ранее, всегда содержат активные элементы (гене­ раторы тока или напряжения), то этот четырехполюсник должен быть активным.

Наиболее удобно представить лампу как четырехполюсник, когда амплитуды токов и напряжений настолько малы, что связи между ними можно считать линейными. При малых амплитудах электрон­ ную лампу, таким образом, можно заменить линейным активным че­ тырехполюсником.

Рис. 3.98. К замене лампы четырехполюсником

Формальным основанием для подобной замены может служить аналогичный вид уравнений такого четырехполюсника и переменных составляющих сеточного и анодного токов лампы. Уравнения линей­ ного четырехполюсника, у которого напряжения на входе и выходе приняты за независимые переменные, а токи — за зависимые, т. е. уравнения с использованием У-параметров, имеют вид

ll = Yu U1 + Y l i Uv

(3.291)

где индекс 1 относится к входу, а индекс 2 — к выходу. Соответст­ вующие уравнения для сеточного и анодного токов при малых ампли­ тудах токов и напряжений имеютвид, как было выведено ранее [см. (3.255) и (3.280)],

их подобна.

Возможностью замены лампы четырехполюсником при расчете цепей переменного тока широко пользуются в теории электронных схем.

2 1 8

§ 3.14. ПРИМЕНЕНИЕ ТРИОДОВ

Триоды можно использовать как в качестве усилительных, так и в качестве генераторных ламп.

а. Усилительные триоды. Триоды в принципе пригодны для уси­ ления колебаний любой частоты. Наибольшее число выпускаемых типов триодов предназначено для усиления колебаний низкой часто­ ты. При работе их в усилителях низкой частоты, состоящих из не­ скольких каскадов (рис. 3.99), их параметры должны быть различ­ ными в зависимости от каскада, в котором они стоят. Каскады пред­ варительного усиления, т. е. все кроме последнего, должны давать на выходе возможно большое напряжение, так как лампа последую­ щего каскада в большинстве случаев работает без сеточных токов и

усиления от последнего каскада усилителя, называемого обычно оконечным, требуется мощ­

ность, так как на выходе обычно стоят приборы, работающие лишь при затрате определенной мощности (телефон, реле и т. д.). Для того чтобы получить возможно большую мощность, используемая лампа должна, согласно (3.266), обладать возможно большими £ и р. Если же одновременно стремиться к малым нелинейным искажениям, то р , согласно (3.274), в ущерб величине мощности нельзя делать очень большим, иначе анодно-сеточные характеристики лампы становятся «правыми» и могут появиться сеточные токи. Поэтому триоды для уси­ ления мощности обычно имеют значительно меньшие статические коэф­ фициенты усиления, чем триоды для усиления напряжения (< 20).

Триоды для усиления колебаний высоких и сверхвысоких частот должны согласно (3.288) иметь возможно большую крутизну харак­ теристики и меньшую проходную емкость. Крутизну можно довольно легко увеличить конструктивно, увеличивая площадь катода и уменьшая расстояние сетка — катод.. Сложнее обстоит дело с проход-

219

ной емкостью. В усилителях применяются схемы как с общим катодом, так и с общей сеткой. Наиболее выгодной является схема с общим катодом, так как она обладает большим входным сопротивлением и поэтому требует меньшей затраты энергии в сеточной цепи лампы. Однако при общем катоде проходной емкостью является частичная емкость анод — управляющая сетка. В триоде она представляет со­ бой емкость менаду двумя соседними, сравнительно близко располо­ женными электродами и за счет этого настолько велика, что сущест­ венно ограничивает возможность использования триода для усиления высоких частот при схеме с общим катодом. Поэтому при такой схеме часто приходится отказываться от применения триодов для усиления колебаний высоких частот, несмотря на то, что их использование по сравнению с более сложными лампами, дает ряд преимуществ, на­ пример, меньший расход энергии на питание цепей электродов, мень­ шие помехи и т. д. Если же по какой-либо причине все же необходимо применять триоды, то приходится значительно усложнять схему для того, чтобы нейтрализовать влияние проходной емкости, или перехо­ дить на схему с общей сеткой, как это принято в области СВЧ. При

схемы лампового генератора и резонансного усилителя в принципе очень похожи друг на друга. Отсюда можно предположить, что усло­ вия работы ламп в обоих случаях имеют много общего, хотя режимы и могут быть различны. Особенностью генераторов является то, что у них, в отличие от усилителей, на выходе всегда требуется мощность. Это дает возможность рассматривать ламповые генераторы как усили­ тели мощности высокой частоты. Ограничение в- величине р , вызван­ ное в случае усилителей мощности низкой частоты требованием ма­ лых нелинейных искажений, в случае генераторов отпадает, так как нагрузкой в анодной цепи является колебательный контур. Поэтому для подбора оптимальных параметров генераторных ламп в отличие от усилителей низкой частоты, исходят не из (3 .2 7 4 ), а из (3 .2 6 6 ) . Это означает, что лампы должны иметь возможно большие S и р ; у генера­ торных триодов [а делают до 150 .

Особенно важно большое значение р у ламп, предназначенных для работы в автогенераторах. Пусть сеточное напряжение, обеспе­ чивающее работу автогенератора, будет ис. Если у схемы коэффициент усиления по напряжению равен ku, то под действием ы0 в анодной

Пусть это напряжение через обратную связь создает на входе переменное напряжение

где ko6p — коэффициент пропорциональности, характеризующий сте­ пень обратной связи.

220

ГЛАВА 4

МНОГОЭЛЕКТРОДНЫЕ ЛАМПЫ С ОДНОЙ УПРАВЛЯЮЩЕЙ СЕТКОЙ

§ 4.1. ВИДЫ МНОГОЭЛЕКТРОДНЫХ ЛАМП С ОДНОЙ УПРАВЛЯЮЩЕЙ СЕТКОЙ

Для получения ламп, не обладающих недостатками триода, или ламп, отличающихся теми или иными особенностями, в электродную систему триода вводятся дополнительные сетки: при добавлении одной сетки получается тетрод, при добавлении двух — пентод. Дополни­ тельные сетки не предназначены для управления анодным током; их потенциалы, в противоположность потенциалу управляющей сет­ ки, во время работы лампы постоянны. В отличие от ламп, где две сетки используются в качестве управляющих, в лампах с одной уп­ равляющей сеткой число сеток обычно не превышает трех.

-сг ( т )

С1(катодн)

К

Рис. 4.1. Системы электродов многоэлектродных ламп с одной управляющей сеткой:

а — тетрода с экранирующей сеткой; 6 — пентода; в —• тетрода с ка­ тодной сеткой

В большинстве случаев дополнительные сетки вводятся между управляющей сеткой и анодом. Дополнительная сетка, расположенная рядом с управляющей, обычно служит экраном между анодом и управ­

н о й . Так как подавляющее большинство многоэлектродных ламп — экранированные, то под обозначениями тетрод и пентод обычно по­ нимают лампы с экранирующей сеткой, если специально ничего дру­ гого не оговорено (рис. 4.1,а и б).

В некоторых случаях одну дополнительную сетку располагают между управляющей сеткой и катодом. Такая сетка называется к а - т о д н о й, а соответствующие лампы — л а м п а м и с к а т о д ­ н о й с е т к о й (рис. 4.1,в).

222