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
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 |
||||||||||
Uя 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.