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: 146

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Если нельзя получить точку С, т. е. замкнуть характеристический треугольник и определить ц непосредственно по характеристикам, то р, находят путем расчета по (4.57) на основании ранее полученных значений 5 ас) и R t.

4.4.6. Между электродные емкости и рабочие параметры пентода

Согласно определению, данному в 3.13.7,

междуэлектродные ем­

кости пентода запишутся как

 

 

 

 

Свх = Сак + Сс2 С1 +

Сс3 с1,

(4.58)

СВЫх =

Сак + СаС2 +

Сас3,

 

(4.59)

Спр0х = С ас1,

 

 

(4.60)

где CCiK, Сс2с1 и т. д. — частичные емкости между парами

электро­

дов соответственно индексам.

 

только их

активных

-Определение частичных емкостей (однако

составляющих) производится

по (4.12).

При плоской системе элек­

тродов и площади катода F исходное выражение для расчета,

например, емкости Cc2cj будет

 

 

 

п

е0 F

dUd2

 

 

^с2 cl — °1

ди,.

 

 

 

и с2 С1

 

 

Отсюда, используя (4.29) для Ud2 и пренебрегая малыми величи­ нами второго порядка,

Сс2 cl — °1 08 Cq2 cl

где _ . 0 — емкость между сплошными электродами на мес-

“ С2 С1

те сеток Сг и С2. Аналогично

dUa2

С а м ~

° i С с2 с!

dU,

 

откуда с учетом (4.29)

 

 

 

CacJ — а1°2аз D2D3Сс2 с1.

(4.61)

Из этого уравнения видно, что в пентоде благодаря экранирующе­

му действию второй и третьей

сеток

Спрох значительно

меньше, чем

в триоде. Однако согласно (4.58) и (4.59) за счет частичных емкостей

между -этими сетками и входным и выходным электродами

Свх и

СВых здесь по сравнению с триодом заметно возрастают.

по фор­

Рабочие параметры пентода определяются, как и в триоде,

мулам (3.258), (3.261) и (3.262). Однако в случае пентода с очень боль­ шим внутренним сопротивлением (это обычно имеет место у пентодов

252


для усиления высокой частоты) можно считать, что

R a/Ri С 1 и,

следовательно, S p ^ S. Тогда (3.261) принимает вид

 

ku = ~ S R a.

(4.62)

Этим во многих случаях значительно упрощаются радиотехниче­ ские расчеты.

4.4.7. Триодное включение пентода

Для унификации ламп в аппаратуре или при отсутствии триодов с подходящими параметрами в качестве триода иногда используют пентод в триодном включении, соединяя вторую сетку с анодом. Третью сетку, если она имеет отдельный вывод, лучше присоединять не к катоду, а также к аноду, так как при этом получаются меньшая входная емкость и меньший ток второй сетки.

Все характеристики здесь, как и в триоде, определяются законом степени 3/2.

Параметры лампы в триодном включении (индекс «т») следующим образом связаны с параметрами ее как пентода. Так как анодный ток при триодном включении равен катодному току пентода, то три-

одная крутизна 5Т равна крутизне катодного тока

пентода 5 кс1, а

коэффициент усиления

при триодном включении р т — коэффициенту

усиления второй сетки

по первой при постоянстве

катодного тока.

В режиме перехвата, где коэффициент токораспределения почти по­ стоянен, анодный ток можно считать пропорциональным катодному. Это дает возможность приравнять р т коэффициенту р с2с1, отнесенному к постоянному анодному току. Значение р с2с1, где это требуется, при­ водится в справочниках, a Rir определяется по известным 5т’и р т из внутреннего уранения триода.

4.4.8. Применение пентодов

Установим сначала, способствует ли наличие в системе электродов защитной сетки дальнейшему улучшению, по сравнению с тетродом, тех показателей, которые ограничивали возможности использования триодов:

1) поскольку потенциал защитной сетки постоянен, то за счет нее достигается лучшая, чем у тетрода, экранировка анода от управ­ ляющей сетки, что ведет к дальнейшему снижению проходной ем­ кости;

2)так как защитная сетка дополнительно ослабляет по сравнению

стетродом влияние потенциала анода на токораспределение и поле

перед катодом, то р

при прочих равных условиях становится больше;

3) в связи с тем,

что Uc3 обычно равно нулю и множитель, стоящий

при Uа в уравнениях для Udv как в случае тетрода, так и в случае пентода очень мал, то напряжение запирания по управляющей сетке при прочих равных условиях в обоих случаях практически одно и то же.

Таким образом, пентоды имеют все достоинства тетродов, не обла­ дая при этом основным его недостатком — динатронным эффектом.

253


Это дает возможность использовать их в качестве активного элемента при решении большинства задач, возникающих в схемной электронике. Благодаря такой универсальности пентод в настоящее время является самым распространенным видом электронных ламп.

В связи с малой проходной емкостью, даже меньшей, чем у тетро­ да, пентод является наиболее подходящей лампой для усиления коле­ баний высокой частоты.

Возможность получить достаточно «левые» анодно-сеточные харак­ теристики одновременно с большим р, позволяет эффективно исполь­ зовать пентоды для усиления колебаний низкой частоты как по напряжению, так и мощности. Перед триодами они в этом случае обла­ дают тем преимуществом, что позволяют благодаря большому р по­ лучать большой коэффициент усиления по напряжению, перед тетро­ дами — что дают возможность усиливать сигналы большой амплиту­ ды без того, чтобы возникала опасность появления существенных нелинейных искажений.

Пентоды широко используются и в качестве генераторных ламп. Как и триоды, пентоды различного назначения конструктивно вы­ полняются по-разному для получения оптимального значения того па­ раметра, который в данном случае является решающим. Так, пентоды для усиления напряжения высокой частоты выполняются с особенно густой второй сеткой, чтобы уменьшить активную составляющую проходной емкости, а для уменьшения ее пассивной составляющей — снабжаются системой внутренних экранов. У пентодов для усиления колебаний низкой частоты, где не нужна малая величина проходной емкости, вторую сетку можно делать более редкой. Благодаря этому возрастает коэффициент токопрохождения и при том же катодном

токе увеличиваются анодный ток и выходная мощность.

§ 4.5. ТЕТРОДЫ С ПОДАВЛЕННЫМ ДИНАТРОННЫМ ЭФФЕКТОМ

Как уже указывалось в 4.4.1, для подавления динатронного эф­ фекта, имеющего место в тетроде, необходимо между его второй сет­ кой и анодом создать достаточно глубокий минимум потенциала. Одно из решений этой задачи уже рассматривалось и заключалось в введении между этими электродами дополнительной, третьей сетки с достаточно низким (обычно нулевым) потенциалом. Это решение при­ вело к пятиэлектродной лампе, пентоду. Однако минимум потенциала между двумя положительными электродами, в данном случае второй сеткой и анодом, можно получить, не используя дополнительную сетку, если между ними создать достаточно плотный отрицательный объемный заряд.

Условия существования минимума потенциала в пространстве между двумя положительными электродами рассматривались в § 3.9. Там было показано, что минимум потенциала будет тем глубже, чем больше:

а) плотность электронного потока, входящего в рассматриваемы междуэлектродный промежуток;

254


б) расстояние между обоими положительными электродами. Исходя из этого необходимую плотность отрицательного объемного

заряда в пространстве между второй сеткой и анодом можно получить

следующими

путями:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i)

 

фокусировкой электронного потока в продольном сечении лампы

путем выполнения первой и второй сеток с одинаковым шагом навив­

ки и расположением их друг относительно друга так,

чтобы их витки

находились в створе, т. е. были расположены на одинаковых

уровнях

(рис. 4.28,я); просветы между

 

 

 

 

 

 

 

витками

первой сетки при этом

 

о

в--

С,

Сг

 

 

действуют

как

цилиндрические

 

-J>,

о

 

 

собирательные

линзы

и в

ре­

 

 

 

 

 

 

 

зультате этого электронный по­

 

 

 

<5_ф

 

 

ток с

катода

разбивается

 

на

 

О

Gf-

'о ”

в

 

 

отдельные

электронные лучи

с

 

 

 

 

 

 

 

повышенной

плотностью

элект­

 

 

 

 

 

 

 

ронов;

 

 

 

расположением

 

между

 

 

 

 

 

 

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

второй

сеткой

и

анодом

 

по

 

 

 

 

 

 

 

сторонам

 

от

системы

электро­

 

 

 

 

 

 

 

дов так называемых лучеобра-

 

 

 

 

 

 

 

зующих пластин, боковых эк­

 

 

 

 

 

 

 

ранов,

имеющих потенциал ка­

 

 

 

 

 

 

 

тода и сжимающих электронный

 

 

 

 

 

 

 

поток

в

 

поперечном

сечении

 

 

 

 

 

 

 

лампы (рис. 4.28,6);

 

 

анода

на

 

 

 

 

 

 

3)

 

расположением

 

 

 

 

 

 

достаточно

большом

расстоя­

 

 

 

 

 

 

 

нии

от второй

сетки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

зависимости от требуемой

 

 

 

 

 

 

 

глубины

минимума

’ указанные

 

 

 

 

 

 

 

возможности

используются

од­

Рис. 4.28.

Устройство лучевого

тетро

новременно или только частично.

 

 

 

да:

 

 

 

Так,

например, в лампах для уси­

а — продольное сечение; б — поперечное сечение:

ления напряжения высокой час­

ЛП — лучеобразующне пластины

 

тоты,

где

 

размах

изменения

 

велик,

можно

ограни­

в

рабочем

режиме

не

особенно

читься

 

третьей

возможностью. Использование

первого

пути

здесь нежелательно,

так как при выборе шага второй сетки,

равным

шагу первой, вторая сетка становится довольно редкой и проходная емкость лампы — большой. В лампах для усиления мощности низкой частоты в связи с большой амплитудой усиливаемых сигналов ис­ пользуются все три возможности одновременно. Тетроды, в которых электронный поток в результате использования всех трех возможнос­ тей собран в отдельные лучи с повышенной плотностью электронов, называются лучевыми. Условное обозначение такой системы показано на рис. 4.29.

Рассмотрим некоторые особенности лучевых тетродов. Особое взаимное расположение витков обеих сеток кроме того, что способст­

£55


вует возникновению минимума, еще приводит и к тому, что витки второй сетки оказываются как бы в «электрической тени» витков

первой

и поэтому на них

попадает

мало

электронов. Отсюда

/с2 в

 

 

 

этих лампах значительно меньше, чем в

 

 

 

обычных тетродах,

а коэффициент

токорас-

 

 

 

пределения k соответственно

больше (обычно

 

 

 

в 2—3 раза).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Статические характеристики лучевых тет­

 

 

 

родов мало

отличаются

от

характеристик

 

 

 

пентодов.

Характеристики

по напряжению

 

 

 

первой и второй сеток почти такие

же,

как

Рис. 4.29. Условное обо­

соответствующие

характеристики

пентодов.

значение

лучевого

тет­

Небольшое отличие состоит лишь

в том, что

 

рода:

плас-

U

вследствие отсутствия

третьей

сетки

нес­

ЛП — лучеобразующне

колько сильнее влияет на

их ход.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.30. Анодные характеристики

Рис. 4.31. Сравнение

анодных ха­

лучевого тетрода типа 6ПЗС

 

рактеристик:

 

 

 

/ — пентода; 2 — лучевого

тетрода

Особенности их анодных -характеристик

следующие

(рис.

4.30).

1. Так как минимум потенциала

между

второй сеткой

и

анодом

возникает не за счет третьей сетки, а за счет отрицательного объемного заряда, то электрическое поле в плоскости минимума более равномер­ ное, чем в пентоде. Поэтому электроны около минимума слабее откло­ няются в сторону,тангенциальные составляющие их скоростей мень­ ше и возврат их на вторую сетку прекращается при меньших значе­ ниях U3. Это приводит к более крутому начальному подъему харак­

теристик и более раннему

их переходу в режим перехвата (рис. 4.31).

2.

При малых / а пространственный заряд перед анодом может

быть

недостаточным Для

полного подавления динатронного эффекта.

Поэтому характеристики для больших отрицательных Ucl в началь­

ной части могут иметь небольшие провалы (см. рис. 4.30,

кривые для

Ua = — 15В и — 20 В).

характеристики на

начальном

3. У

некоторых лучевых тетродов

подъеме

прогибаются к оси абсцисс и для различных Ucl переплета­

ются (см. рис. 4.30, кривые для Ucl =

+ 5 В и + 10 В). Это связано с

256.