Файл: Клейнер, Э. Ю. Основы теории электронных ламп учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 156
Скачиваний: 0
4.2.3. |
|
Частичные междуэлектродные емкости |
|
|
|
|
|
|
|||||||
многоэлектродных ламп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
В многоэлектродных лампах в связи с более сложной конфигура |
|||||||||||||||
цией системы электродов формулы для расчета большинства |
частич |
||||||||||||||
ных междуэлектродных емкостей не такие простые, |
как |
для |
частич |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ных емкостей в триоде. Это от |
||||||||
|
|
|
Электроды |
|
р-1 р(А) |
носится к частичным |
емкостям |
||||||||
Кк) |
г |
i - 1 L |
й / |
л |
между двумя |
соседними |
сетка |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ми и между двумя электродами |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
любого |
вида, |
разделенными |
||||||
|
|
|
f/ |
|
|
несколькими сетками. |
расчетных |
||||||||
|
|
|
|
|
Для |
получения |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
формул |
в |
общем виде |
опреде |
|||||
|
|
|
и |
|
|
лим |
частичную |
емкость |
С1п |
||||||
|
|
|
|
|
между |
сеточными |
электродами |
||||||||
|
|
|
|
|
i и п, произвольно |
выбранны |
|||||||||
Рис. 4.8. К расчету частичных между |
ми в какой-либо |
плоской |
сис |
||||||||||||
электродных |
емкостей в многосеточной |
теме |
электродов |
с р электро |
|||||||||||
|
|
системе |
электродов |
|
дами (рис. 4.8). Электрический |
||||||||||
электрода, |
|
|
|
|
заряд |
на |
поверхности |
t-го |
|||||||
выраженный, как и в (3.47), |
через его частичные |
емкос |
|||||||||||||
ти по отношению к другим |
электродам и через |
потенциалы электро |
|||||||||||||
дов, |
равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Яь = |
- |
Спи г - |
Cwt/2 ^ |
- CinUn - |
... - |
CipUp + (S СО Ut, |
|
(4.6) |
|||||||
где Са , С |
... , Cin, |
Cip — частичные емкости |
г'-го электрода |
отно |
|||||||||||
сительно соответственно первого, второго, ... , р-ro |
электрода; 2 С г — |
сумма частичных емкостей t-ro электрода относительно всех осталь ных электродов; -1)ъ U2, ... , Un, Up — потенциалы соответствующих электродов относительно катода.
Дифференцируя (4.6) по Un, получаем |
|
c i* = — 5 r - |
<4-7) |
dUn |
|
Теперь выразим qt по теореме Гаусса. Для этого предположим сначала, что i-й электрод представляет собой сплошную проводящую поверхность с потенциалом, равным действующему потенциалу в плоскости этого электрода Udi. Исходя из того, что в общем случае электрическое поле существует по обе стороны этого электрода, заряд на его поверхности будет
Qt сплош = е0 ^ |
""Ь |
I |
где F — поверхность одной стороны сплошного электрода с внеш
ними размерами, что и у сетки, которую он заменяет; Et — напря женность электрического поля у поверхности t-ro электрода, обра щенной к n-му, в случае, когда сеточный электрод заменен сплошной
проводящей поверхностью; Е{— то же, с обратной стороны t-ro элект рода.
228
В действительности i-й электрод не сплошная пластина, а сетка. Как было показано в 3.3.3, переход от сплошной поверхности к се точной при определении емкостей и зарядов учитывается добавлением множителя, равного остроте управления соответствующего электрода. Следовательно,
4i = |
ai еоF iE<+ & ) > |
(4-8) |
где ст{ — острота управления t-ro электрода. |
|
|
Дифференцируя (4.8) по Uп, согласно (4.7) получаем |
|
|
|
д Е ] |
(4.9) |
Cin = ~ ai 4 E -zrr-- |
||
|
дип |
|
Величина дЕ/d ll„ в (4.9) |
отброшена, так как влияние Uп на поле |
со стороны г-го электрода, не обращенной к п-му, в соответствии с проницаемостью этого электрода во много раз слабее, чем на поле с передней стороны. Если считать вектор напряженности поля поло жительным, когда он направлен от поверхности электрода, и предпо ложить, что n > i , система электродов сводима к эквивалентному дио
ду и электрическое поле |
между электродами линейное, то |
|
|||
Е\ |
’+1)--~ — ", |
|
|
(4.10) |
|
|
|
“ж , ' |
|
|
|
где di+i,i ■—расстояние между (i + |
1)-м и t-м электродами. |
|
|||
Подставляя (4.10) в (4.9), находим |
|
|
|
||
|
Ео F |
d{Ud\i+ [) —Udt) |
|
|
|
Выражение е 0F/di+1,i |
представляет собой |
емкость между |
сплош |
||
ными поверхностями, помещенными на месте |
(г + |
1)-го н t-ro сеточ |
|||
ных электродов. Обозначая ее через Сг-+1, м о ж н о |
записать, |
что |
|||
Ctn = |
dUац+р |
SUdi |
|
(4.11) |
|
С1+1. ‘ |
dU„ |
dUn |
|
Обычно второй член в скобке намного меньше первого, так что с достаточной для практических целей точностью расчет можно вести по формуле
dU |
(4.12) |
Сы — °г С]i-H. ‘ dU„ |
Величину dUg(i+\)/dUn при вычислениях удобно находить по схеме
dUd(t+l) |
dUd(i+1) |
dUd(i+2) |
dUat,n-\) |
дидп |
dUn |
dUd(i+2) |
^a(i+3) |
dUo’n |
du„ |
Нужно иметь в виду, что данные формулы относятся только к активным составляющим емкостей.
Примеры расчета емкостей по (4.12) будут даны в 4.4.6.
229
§4.3. ТЕТРОД
4.3.1.Действие экранирующей сетки в тетроде
В тетроде первая сетка обычно используется как управляющая, вторая — как экранирующая (см. рис. 4.1). Для того чтобы выяснить
.действие экранирующей сетки в электронной лампе, рассмотрим влияние сплошной металлической пластины 3, помещаемой между двумя другими металлическими пластинами С и А, на электростатиче скую связь между ними (рис. 4.9). Пусть в цепи пластины А содержит ся сопротивление R a и вся схема питается переменным напряжением.
Рис. 4.9. Модели для выяснения экранирующего действия второй сетки тетрода (верхний ряд) и их электротехнические эквиваленты (нижний ряд)
Если пластины 3 |
нет (рис. 4.9,а), схема представляет собой простую |
|||||||
цепь из последовательно включенных |
емкости между |
пластинами |
С |
|||||
и А и сопротивления Ra, и по всем элементам схемы, |
в том |
числе и |
||||||
по Ra, |
протекает |
переменный |
ток. |
При |
наличии |
пластины |
3 |
|
(рис. |
4.9, б) ею |
перехватываются |
все |
электрические |
силовые |
|||
линии, |
идущие от |
пластины С |
к пластине А. Цепь переменного |
тока замыкается через емкость между пластинами С и 3 и- проводник от пластины 3 к общей точке О. Через Ra ток проходить не будет, так как правая ветвь схемы замкнута накоротко проводником 30 . Это наглядно видно по эквивалентной электрической схеме, приведенной на рисунке. Введением пластины 3, таким образом, достигается экра нировка электрода А от электрода С. Иначе обстоит дело, если в цепи экрана содержится какой-либо элемент, представляющий собой со противление для переменного тока (R g, рис. 4.9,в). Тогда экран теряет свое экранирующее действие, так как переменное падение напряже ния, возникающее на R g, ведет к появлению переменного тока через
емкость |
между 3 |
и |
Л и |
сопротивление Ra. |
внутри |
Для |
экранирования |
анода |
от других электродов лампы |
||
системы |
электродов |
сплошной |
экран использовать" нельзя, |
так как |
230
тогда электроны с катода не смогут пройти к аноду. Поэтому экраны по пути движения электронов выполняются в виде сеток; чем сильнее должно быть экранирующее действие, тем гуще делается сетка.
На экранирующую сетку всегда подается постоянный положитель ный потенциал, постоянный для того, чтобы обеспечить ее экранирую
щее |
действие, |
положительный, |
|
|
|
|||||
— чтобы |
обеспечить |
токопро- |
|
|
|
|||||
хождение через лампу. Так как |
|
|
|
|||||||
первая |
сетка |
обычно имеет |
от |
|
|
|
||||
рицательный потенциал, то при |
|
|
|
|||||||
отрицательном |
|
потенциале |
и |
|
|
|
||||
второй |
сетки |
действующее |
на |
|
|
|
||||
пряжение |
в |
плоскости первой |
|
|
|
|||||
было бы отрицательным и лам |
|
|
|
|||||||
па |
оказалась |
бы |
запертой. |
Рис. 4.10. |
Схема включения тетрода |
|||||
Напряжение экранирующей сет |
|
|
|
|||||||
ки |
обычно |
выбирают |
в преде |
|
значение потенциала - второй |
|||||
лах (0,5-=-1,0) |
U . Положительное |
|||||||||
сетки приводит |
к тому, что |
катодный ток |
разделяется на анодный |
|||||||
ток |
и ток |
второй |
сетки |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
/« = |
/. + |
/«■ |
(4.13) |
Когда лампа работает в усилителе и на ее управляющую сетку пода ется переменное напряжение, то не только в анодной цепи, но и в цепи экранирующей сетки появляется переменная составляющая тока. Если теперь в цепи экранирующей сетки содержится какое-либо сопротивление (таким сопротивлением может быть и внутреннее сопротивление источника питания), то потенциал ее во время работы усилителя становится пульсирующим и ее экранирующее действие уменьшается. Для обеспечения постоянства потенциала экранирую щей сетки между ней и катодом всегда включается конденсатор большой емкости, который шунтирует внешнюю цепь по перемен ному току (рис. 4.10).
4.3.2. Закон степени 3/2 для тетрода
Для вывода уравнения катодного тока в тетроде определим соглас
но 4.2.1 действующие напряжения в плоскостях второй сетки |
|
|||
U02 — °2 (^2 U01 + |
^с2 + D2Ua) |
(4.14) |
||
и первой сетки |
|
|
|
|
U01 = |
ai №a + |
Uд2). |
(4.15) |
|
Учитывая, что обычно Uq\ С Uс2 и D'2<i 0,1, в (4.14) можно |
пре |
|||
небречь членом D^Uo, по сравнению |
с Uc2 и записать |
|
||
U 02 ^ |
°2 (^с2 |
“Ь Д г ^ а )- |
(4.16) |
231