Главная Электровакуумный прибор с термоэлектронным катодом



Выше уже было отмечено, что при отрицательном напряжении на сетке коэффициент -у = 1, а характеристики катодного тока являются одновременно и характеристиками тока анода (область / на рис. 2.8). Каждая характеристика анодного тока начинается в той точке, в которой начинается соответствующая характеристика тока катода, и при увеличении анодного напряжения смещается в область отрицательных сеточных напряжений. Уменьшение отрицательного напряжения на сетке уменьшает потенциальный минимум у катода и увеличивает катодный и анодный токи.

То же происходит, когда Ug > 0. Из-за роста катодного тока увеличение положительного напряжения на сетке, несмотря на уменьшение коэффициента у, сопровождается увеличением тока анода (пунктиром построена характеристика катодного тока при Иа = +50 в).


-fS -to -5


fO +fS в -10+1 +2 +3 в

Рис. 2.11

Рис. 2.12

При больших положительных напряжениях на аноде, когда триод работает в режиме перехвата и сеточный ток небольшой, анодный ток мало отличается от катодного и быстро нарастает при увеличении напряжения на сетке (быстро растет катодный ток и медленно уменьшается коэффициент токораспределения).

Когда напряжение на аноде невелико и коэффициент у при изменении сеточного напряжения изменяется быстро, анодный ток нарастает медленно. Особенно медленно он возрастает в режиме возврата при напряжениях на сетке, превосходящих анодное (быстро уменьшается коэффициент у). При больших значениях Ug быстрое уменьшение коэффициента у приводит к тому, что анодный ток, несмотря на рост тока катода, начинает уменьшаться. Этот случай ,имеет место при работе мощных ламп и изучается ниже.

На рис. 2.И построена характеристика и при Иа = 0. Возможность появления анодного тока в этом случае объясняется наличием у электронов начальных энергий. Характеристика начинается при небольшом отрицательном напряжении на сетке, так как при 76

Ug = О уже существует ток в цепи катода (рис. 2.8). При увеличении напряжения на сетке сначала вместе с увеличением катодного тока увеличивается и анодный ток. Однако затем анодный ток начинает уменьшаться (за счет усиливающегося явления возврата все большее количество электронов возвращается на проволоки сетки).

Зависимости сеточного тока от напряжения на сетке при различных анодных напряжениях, называемые входными или сеточными характеристиками, показаны на рис. 2.12. Ввиду того, что у электронов имеется начальная энергия, они начинаются при отрицательном напряжении на сетке. При увеличении сеточного напряжения вместе с увеличением катодного тока и уменьшением коэффициента у увеличивается и сеточный ток. Возрастание анодного напряжения приводит к увеличению коэффициента v и уменьшению сеточного тока. Поэтому при более высоком анодном напряжении входная характеристика проходит ниже. Из рисунка следует, что изменение анодного, напряжения в области, где оно имеет небольшую величину, сопровождается существенными изменениями сеточного тока, так как в этом случае сильно изменяется коэффициент -у. Наоборот, в области больших анодных напряжений, когда изменение анодного напряжения слабо влияет на коэффициент у, входные характеристики проходят близко друг к другу (характеристики при Ua = -1-50 ей -1-100 в почти совпадают).

la. iff,*"


iO во 120 ISO ZOO 21,0 Z60 320 8

Рис. 2.13

На рис. 2.13 приведены зависимости анодного и сеточного токов от напряжения на аноде при различных напряжениях на сетке. Характеристики анодного тока, показанные сплошными линиями, называются выходными или анодными. Характеристики, нанесенные пунктирными линиями, являются характеристиками тока сетки и называются переходными или сеточно-анодными.



При UgO, когда ток сетки отсутствует, а анодный ток равен катодному, выходные характеристики совпадают с характеристиками катодного тока (рис. 2.86). С увеличением анодного напряжения растет катодный ток и ток анода. Более отрицательное напряжение на сетке смещает характеристику в область положительных напряжений на аноде.

Зависимости токов во внешних цепях триода от напряжения на аноде при > О более подробно представлены «а рис. 2.14.


Режим перехвата (-1-

Рис. 2.14

Их объяснение начнем с характеристики катодного тока. При больших отрицательных напряжениях на аноде она имеет обычный вид (рис. 2.86). При малом отрицательном напряжении, когда электроны, возвращающиеся от анода, колеблются вокруг сетки, увеличение анодного напряжения сопровождается увеличением количества электронов, проходящих в промежуток сетка-анод, а следовательно, и возвращенных в околокатодную область. Так как при этом усиливается первичный пространственный заряд и возрастает потенциальный минимум у катода, то катодный ток уменьшается. Заметим, что возрастание потенциального минимума, происходящее вследствие увеличения количества возвращенных электронов, частично компенсируется увеличением напряжения на аноде, поэтому в некоторых случаях катодный ток не уменьшается.

Если же он уменьшается, то до тех пор, пока растет количество возвращенных электронов. Когда электроны начинают попадать на анод (за счет наличия у электронов начальных энергий это происходит еще при отрицательном анодном напряжении), количество возвращенных электронов убывает и катодный ток возрастает. Следует обратить внимание, что катодный ток увеличивается быстро, так как потенциальный минимум уменьшается из-за убывания количества возвращенных электронов и увеличения напряжения на аноде.

Рост катодного тока замедляется, и характеристика принимает обычный вид, когда напряжение на аноде становится больше се-78

точного и все электроны, проходящие через просветы сетки, попадают на анод (отсутствуют возвращенные электроны). В дальнейшем катодный ток возрастает лишь благодаря уменьшению тормозящего поля у катода, сопровождающего увеличение анодного напряжения.

Опыт показывает, что искажение характеристики катодного тока, особенно при более высоком положительном напряжении на сетке, может иметь более сложный вид (см., например, характеристику при Ug= -Ь4 в, представленную на рис. 2.86).

Анодный ток, как отмечено, появляется, когда на аноде небольшое отрицательное напряжение, и при «а = О он уже имеет конечное значение (из построения на рис. 2.10а следует, что если пренебречь начальными энергиями электронов, то анодный ток при «а = 0 отсутствует). В режиме возврата увеличение положительного анодного напряжения сопровождается быстрым возрастанием анодного тока. Это происходит за счет быстрого увеличения катодного тока и коэффициента у. Когда анодное напряжение превосходит сеточное и триод работает в режиме перехвата, увеличение анодного тока замедляется (катодный ток и коэффициент у возрастают медленнее).

При отрицательных напряжениях на аноде, пока анодный ток отсутствует, сеточный ток равен катодному и увеличивается вместе с ним. В области малых отрицательных анодных напряжений в характеристике тока сетки так же, как и в характеристике тока катода, возможны ненормальности. После появления анодного тока сеточный ток становится меньше катодного, но все же возрастает, так как в этой области катодный ток растет быстрее анодного. Д-альнейшее увеличение анодного тока сопровождается уменьшением сеточного. При малых положительных напряжениях на аноде, когда быстро возрастает анодный ток, сеточный ток быстро уменьшается. В дальнейшем убывание его происходит медленнее, так как медленнее возрастает анодный ток. Опыт показывает, что при больших анодных напряжениях сеточный ток может начать снова увеличиваться (увеличение катодного тока компенсирует увеличение коэффициента у).

На рис. 2.13 детали изменения анодного и сеточного токов при > О И1 малом анодном напряжении опущены (они играют роль лишь в специальных схемах использования электронных ламп).

При увеличении напряжения на сетке выходные и переходные характеристики проходят выше, вследствие возрастания тока катода. Увеличение анодного тока замедляется за счет некоторого уменьшения коэффициента у. Обращает на себя внимание слабое влияние сеточного напряжения. на выходные характеристики в режиме возврата (поднимающиеся участки характеристик анодного тока почти сливаются). Последнее объясняется тем, что при росте напряжения на сетке, вместе с увеличением катодного тока, возрастает вторичный пространственный заряд и тормозящее поле у анода (см. потенциальную диаграмму д на рис. 2.5г). В ре-



зультате еще сильнее уменьшается коэффициент у и мало изменяется ток анода.

В заключение отметим, что при больших положительных напряжениях на сетке и аноде приходится считаться с динатронными явлениями, связанными с переходом электронов, выбитых из анода, на сетку (при Ua<Ug), или выбитых из сетки, на анод (при Ug<Ua). практически они играют роль только в мощных триодах и рассматриваются ниже.

2.3. ПЯТИЭЛЕКТРОДНАЯ ЛАМПА

Пентод, кроме основных электродов (катода, управляющей сетки и анода), имеет две вспомогательные сетки, расположенные между управляющей сеткой и анодом. На рис. 2.15а представлена его модель с обозначением основных размеров системы. Рабочий режим пентода задается потенциалами фк, фь <Рг2) фз и фа или напряжениями "gi, «g2, "ga и Ua на его электродах.

Управляющая сетка, как правило, работает в области ртри-цательных значений Ug\, а на анод подается высокое положительное напряжение Ua (только у более мощных пентодов область рабочих напряжений на управляющей сетке распространяется и на положительные значения Ug\).

Вторая сетка, обычно густая, называется экранирующей и предназначается для экранирования околокатодной области и управляющей сетки от анода. Поэтому у пентода роль электрода, снижающего потенциальный минимум у катодэ и дающего возможность электронам уходить в разрядную систему, играет не анод, как в триоде при отрицательном напряжении на управляющей сетке, а экранирующая сетка. Для этого на нее подают высокое положительное Напряжение Ug (порядка половины, а иногда и больше, от Ug). Этим объясняется, что, кроме тока в анодной цепи, у пентода всегда протекает ток и в цепи экранирующей сетки, т. е. катодный ток будет равен

(2.14)

i« = ia + i.

a коэффициент токораспределения

(2.15)

всегда меньше единицы.

Ниже показано, что введение экранирующей сетки позволяет эффективно использовать электронные лампы не только на «изких, но и на высоких частотах. Кроме того, изменяя напряжение, приложенное к экранирующей сетке, можно изменять характеристики и параметры пентода, добиваясь оптимальных условий его работы в каждой конкретной схеме. 80

Основное назначение третьей сетки состоит в устранении дина-тронных явлений. В § 1.1 показано, что между двумя электродами, в данном случае между анодом и экранирующей сеткой, несущими положительные напряжения, возможен обмен вторичными электронами. Электроны, выбитые из анода, могут переходить на экранирующую сетку (при Ua<Ug2) или, выбитые из экранирующей


s 1

>:

ТУ иьшсть f вторичного \

\ пространствХ \ .чп.пяЯп 1

>0

Рис. 2.15

сетки, на анод (при Ua>Ug2). В § 4.1 эти явления, характерные для тетродов и ограничивающие возможности их использования, рассмотрены подробно. Введение между экранирующей сеткой и анодом даже редкой третьей сетки, соединенной с катодом ("g3 = 0), создает потенциальный барьер, препятствующий возникновению динатронных явлений. Поэтому третью сетку называют антидинатронной.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [11] 12 13 14 15 16 17 18 19 20


0.0113