При подаче положительных напряжений на сетку с ростом Uc потенциальный барьер вблизи катода сначала понижается, а затем при определённом Uс (кривая 3) исчезает, поле везде ускоряющее, поэтому электроны не возвращаются к катоду. Большая часть их идет к аноду, но некоторые перехватываются положительно заряженной сеткой. Возникает сеточньй ток. Катодный ток равен сумме Iк=Iа+Iс. Такой режим называют режимом прямого перехвата.
При больших положительных напряжениях сетки, равных или превышающих анодное напряжение (кривая 4), поле за сеткой становится замедляющим. Тогда анодный ток может уменьшиться, а сеточный возрасти за счет некоторых электронов, которые, пройдя за сетку, замедляются и возвращаются на сетку. Такой режим называется режимом возврата.
Действующее напряжение и характеристики триода. В диоде анодный ток и анодное напряжение связаны законом степени 3/2. В триоде анодный ток является функцией двух напряжений: анодного и сеточного. Полный дифференциал анодного тока равен сумме частных дифференциалов:
dIа= (дIа/дUс)dUс + (дIа/дUа)dUа (8.5)
Пусть некоторое приращение сеточного напряжения dUc увеличивает анодный ток, а приращение анодного напряжения (-dUa) уменьшает анодный ток так, что в результате dIa=0. Поскольку анод находится от катода дальше, а поле анода экранировано от катода сеткой, то анодное напряжение будет влиять на анодный ток слабее. Приравнивая (8.5) нулю, получим:
(дIа/дUс)dUс = - (дIа/дUа)dUа (8.6)
Отсюда
dUс = - (дUc/дUа)dUа (8.7)
Ho (дUа/дUс) |Ia=const= μ= SRi (8.8)
где μ, Ri, S - знакомые из раздела 1.6 параметры ламп и полевых транзисторов (статический коэффициент усиления, внутреннее сопротивление и крутизна). При отрицательных напряжениях сетки, когда анодный ток равен катодному, параметр μ равен
μ=1/D,
где D - проницаемость сетки, равная отношению емкостей D=Сак/Сск. Из (8.7) и (8.8) следует, что анодное напряжение влияет на катодный ток (а при Uc < 0 и на анодный ток) в I/D раз слабее сеточного напряжения. Полное действующее напряжение, учитывающее влияние и сеточного и анодного напряжений, равно:
Uд=Ucк+DUа,. (8.9)
По аналогии с диодом можно написать закон степени 3/2 для триода
Iк=GтU3/2д , (8.10)
где Gт≈2,33 10-6SA/Rск2 , Rск - расстояние сетка-катод, SA - площадь анода.
При Uc< 0 выражение (8.10) применимо к анодному току. Напряжение сетки, при котором триод запирается (Iк=0), называется напряжением запирания Uз. Из (8.9) видно, что
Uз = - DUак . (8.11)
Анодное напряжение, при котором появляется анодный ток, называется анодным напряжением сдвига t/ac. Из (8.9) видим, что
Uас= -Uск/D. (8.12)
Заметим, что проницаемость D<1 и для триодов составляет сотые доли. Для ламп обычно используют два вида характеристик: анодные Iа=f(Uак) при Uск = const и анодно-сеточные Iа=f(Uск) при Uак =: const. Семейства анодных и анодно-сеточных характеристик показаны на рис. 8.6.
Параметры триода. Крутизна S, внутреннее сопротивление Ri, и статический коэффициент усиления μопределены в разделе 1. Применительно к триоду в схеме с общим катодом выражения (1.29), (1.30) и (1.31) запишутся так:
подставляя в (8.13) значения анодного тока (8.10) и заменяя приращения дифференциалами, найдем крутизну как производную:
Отсюда видно, что для увеличения крутизны нужно уменьшить расстояние сетка-катод. Обычно крутизна триодов составляет единицы мА/В, у некоторых типов ламп до 20...50 мА/В. Внутреннее сопротивление Ri; триодов имеет значения единицы-десятки килоом.
8.4. Тетроды и пентоды
Недостатком триода является большая проходная емкость
Сас
между анодом и сеткой, которая создает нежелательную обратную связь и
ограничивает частотный диапазон.
Для уменьшения этой емкости между анодом и управляющей сеткой устанавливают еще одну сетку, которая называется второй или экранирующей сеткой. На экранирующую сетку подается положительный потенциал. В тетродах резко снижается проходная емкость, но возникает вредный динатронный эффект: выбиваемые из анода вторичные электроны притягиваются экранной сеткой. При этом в случае Uс2 > Uа резко растет ток экранной сетки и падает анодный ток, что может приводить к генерации в цепи анода.
Динатронный эффект устраняется в пентодах, которые имеют третью (защитную или антидинатронную) сетку. Третья сетка соединяется с катодом, т.е. имеет нулевой потенциал (рис. 8.7).
Распределение потенциала в пентоде показано на рис. 8.8, из которого видно, что вторичные электроны попадают в замедляющее поле между анодом и третьей сеткой, и поэтому они не достигают экранной сетки и возвращаются на анод. Так устраняется динатронный эффект.
Приводя пентод последовательно к эквивалентному тетроду, триоду и диоду, можно показать, что действующее напряжение приблизительно равно:
Uд,=Uс1+D1Uс2_, (8.17
где D1- проницаемость первой сетки.
Из (8.17) видно, что напряжение запирания по первой сетке Uз = -D1Uс2зависит от напряжения второй сетки, и не зависит от анодного напряжения. Это результат того, что поле анода экранировано от катода защитной и экранной сетками. Характеристики пентода показаны на рис. 8.9.
Пентод - наиболее совершенная лампа. Его внутреннее сопротивление -сотни килоом - единицы мегом, статический коэффициент усиления 500 -3000, крутизна 2 - 20 мА / В.
В заключение заметим, что динатронный эффект устраняется также в лучевых тетродах. За счет специальной конструкции поток электронов собирается в плотные лучи. В результате потенциал пространства между второй сеткой и анодом понижается, и распределение потенциалов имеет вид, подобный рис. 8.9. Параметры лучевых тетродов близки к параметрам пентодов параметрам пентодов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.