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

них. Элементарному слою, прилегающему к катоду, присвоим ин­ декс 1, следующему — индекс 2, слою перед анодом — индекс п. Так как электрическое поле распространяется от анода до катода практически мгновенно, то конвекционный ток в первом слое будет изменяться с анодным напряжением в фазе и соответствующий вектор

наведенного тока Д /Н1Ш1 по направлению совпадать с вектором напря­ жения (рис. 6.5, б). Во втором слое конвекционный ток уже будет

а — разделение междуэлектродного промежутка на слон; б — векторная диаграмма

отставать от Ua на время, требуемое электронам для прохождения пути от катода до слоя 2. Соответственно будет отставать от вектора

Ua и вектор наведенного тока А/навг. Наведенный ток от слоя 3 будет отставать еще больше и т. д. Вектор наведенного тока от п-го слоя

А /„аол Уже будет отставать на угол, равный углу пролета 6. Склады­ вая векторы элементарных наведенных токов, получаем вектор наве­

денного тока / пав, соответствующий конвекционному току во всем меж­

дуэлектродном промежутке. Он отстает от Ь ана угол меньше 9. Тогда

/,,ав можно разложить на активную и реактивную составляющие, Последняя имеет индуктивный характер. Появление у наведенного тока индуктивной составляющей объясняется инерцией электронов.

Для получения вектора полного тока диода к вектору наведенного тока нужно добавить вектор емкостного. Последний должен опережать

напряжение на я/2. Получающийся вектор полного тока / пол в свою

очередь можно разложить на активную составляющую / полЛ и реак­

тивную 1полх • Величина 1полХ имеет емкостной характер, так как у ламп обычной конструкции ток, проходящий через междуэлектродную емкость больше, чем реактивная составляющая наведенного тока.

281

Определим теперь эквивалентную схему диода при работе его на СВЧ. Проводимость диода определяется как

где 0 и 1 — комплексные анодные напряжение и ток диода. Так как

у U и I аргументы различны, то и У — величина комплексная

где g — активная составляющая проводимости; b — реактивная. Со­ гласно векторной диаграмме реактивная составляющая имеет емкост­ ной характер и поэтому может быть пред­ ставлена в виде b = — шСэ, где С э — экви­ валентная емкость диода. На основании (6.16)

эквивалентная схема диода тогда будет состо­

§ 6.3. ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЛАМП С СЕТКАМИ

Как уже указывалось в 3.13.8, для оценки влияния свойств лампы на работу схемы лампу удобно представлять в виде четырехполюсника. Уравнение эквивалентного четырехполюсника наиболее целесообразно записывать в К-параметрах [см. (3.291)1, так как такая форма урав­ нений соответствует функциональным зависимостям, в которых пред­ ставляются статические характеристики ламп. Коэффициенты в этих уравнениях имеют размерности проводимостей и равны характеристи­ ческим проводимостям лампы. При достаточно высоких частотах они ■зависят от перечисленных в §6.1 фактрров и в этом случае являются величинами комплексными. Особенно сильно влияет на работу схемы входная проводимость лампы. Поэтому здесь ограничимся рассмотре­ нием только этой проводимости или, точнее, обратной ее величины — входного сопротивления. Влияние того или иного фактора на снижение входного сопротивления зависит от конструкции лампы и диапазона частот. У ламп с проволочными или стержневыми вводами решающим является влияние индуктивностей вводов и междуэлектродных емкос­ тей, меньшую роль играет время пролета электронов. У ламп специ­ альной конструкции с уменьшенной индуктивностью вводов наибольшее

.282

значение приобретают пролетные явления. Диэлектрические потери и поверхностный эффект практически необходимо учитывать лишь на час­ тотах более 300 МГц..

6.3.1. Влияние междуэлектродных емкостей и индуктивностей вводов .

Рассмотрим этот вопрос на примере тетрода, не учитывая при этом время пролета электронов. Как покажет последующий анализ, среди индуктивностей вводов наиболее сильно на входное сопротивление влия­ ет индуктивность ввода общего электрода. При схеме с общим катодом, в которой обычно работает тетрод, общим электродом является катод. Поэтому ограничимся сначала учетом влияния лишь катодного ввода.

прямые углы

Рис. 6.7. К определению входной проводимости за счет индуктивностей вводов

имеждуэлектродных емкостей:

а— эквивалентная схема; б — векторная диаграмма (без учета Lc2J

Входное сопротивление, согласно (3.250), определяется как отно­

шение входного напряжения UBX к входному току / 0Х. Рассмотрим эти величины. На рис. 6.7, а приведен тетрод, включенный по схеме с об­ щим катодом, с указанием индуктивностей катодного ввода LK, вврда экранирующей сетки Lc2 и междуэлектродных емкостей управляющей сетки по отношению к катоду Сс1к и экранирующей сетке Cc2ciПока

будем считать Lc2 = 0. Как следует из схемы, напряжение Uax, по­ даваемое во входную цепь, делится на падение напряжений на проме­

жутке лампы между первой сеткой и катодом UC1 и на индуктивности

катодного ввода UL-K

протекающей через емкостьСс1к и индуктивность L K, и составляющей

/" в х , проходящей через емкость Сс2с1 и дальше по цепи экранирующей сетки

283

где также все величины комплексные.

Для того чтобы получить качественное представление о характере входного сопротивления, построим векторную диаграмму указанных напряжений и токов (рис. 6.7, б). Начнем с диаграммы напряжений.

За исходную величину примем вектор Ucl, представляющий собой ис­

тинное управляющее напряжение лампы. Для нахождения СДКпред­

положим, что составляющая входного тока, проходящая по LK( /'BX),

очень мала по сравнению с током / к, получающимся за счет ухода элект­

Так как катодный ток всегда изменяется в фазе с напряжением уп­ равляющей сетки, то .согласно (4.40) / н можно выразить через UC1 и

представляющая собой ток, протекающий через емкость Сс1к под дейст­

и согласно этому выражению опережает £/С1 на п/2. При определении

видно из диаграммы, должен опережать UB7L на угол, меньший п/2,

284

т. е. может быть разложен на активную и реактивную составляю­ щие. В результате действия индуктивности катодного ввода и междуэлектродных емкостей у входных сопротивления и проводимости, таким образом, появляются активные составляющие.

Рассчитаем теперь входную проводимость

V _ ^вх

7 вх — . •

ивх

Подставляя сюда (6.18) и затем (6.22) и (6,23), получаем

UQ1/UBX удобно начать с (6,19). Однако для получения выражений, действительных в достаточно широком диапазоне частот, заменим (6.19) более точным выражением, учитывая, что по LK протекает не только

ток / к, но и ток / ' вх:

Подставляя для / к и / ' пх выражения (6.20) и (6.22), получаем

U lk— LKSKcl (о2 LKCclK) UC1

Т Д|( СС1к

Путем умножения числителя и знаменателя на сопряженное знаме­ нателю комплексное выражение (6.26) приводится к виду

285