Изучение трехэлектродной лампы и определение ее основных характеристик (Лабораторная работа № 7)

Лабораторная работа № 7.

ИЗУЧЕНИЕ ТРЕХЭЛЕКТРОДНОЙ ЛАМПЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕЕ

ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК.

          Цель работы: изучить устройство и принцип работы трехэлектродной лампы, определить опытным путем основные параметры триода.

          Приборы и принадлежности: трехэлектродная лампа, вольтметр в сеточной цепи, миллиамперметр в цепи анода, вольтметр в цепи анода, переключатель, потенциометр, (ЛАТР) лабораторный автотрансформатор, соединительные провода.

Теоретическое обоснование.

Трехэлектродная лампа, или вакуумный триод, отличается от двух электродной лампы наличием третьего электрода – сетки. Сетка выполняется в виде спиральной нити, окружающей катод лампы. Сетка создает возможность управления анодным током лампы (рис. 7.1).

Рис. 7.1.

Если между сеткой (С) и катодом (К) приложить напряжение , задерживающее электроны, то ток через лампу не пойдет, хотя бы величина анодного напряжения  была бы значительно больше, чем . С уменьшением задерживающего поля  появится анодный ток. Кривая зависимости , называемая сеточной характеристикой катодной лампы, представлена на рис. 7.2. При различных анодных напряжениях получаются смещенные характеристики. Таким образом, анодный ток оказывается функцией двух напряжений: сеточного  и анодного :

.

При этом часть электронов, испущенных катодом, будет попадать на сетку, часть – на анод. Анодное напряжение и анодный ток обычно значительно больше сеточных.

Одно и то же увеличение анодного тока может быть достигнуто либо путем увеличения анодного напряжения на , либо путем увеличения сеточного напряжения .

Рис. 7.2.

Так как сетка расположена ближе к катоду, чем анод, то одинаковая напряженность поля достигается при меньших значениях сеточного потенциала, чем анодного, поэтому  всегда меньше, чем  (при одинаковом ). Величина отношения

                         (7.1)

называется статистическим усилением лампы. Его величина определяется геометрией лампы: формой, размерами и расположением электродов.

          При изменении сеточного напряжения  произойдет изменение анодного тока , вследствие чего на анодном сопротивлении изменится омическое падение напряжения  на величину .

          Обычно >  и величина

                  (7.2)

называется динамическим коэффициентом усиления лампы, являясь, по существу, коэффициентом усиления усилительной схемы (данной “ступени” или “каскада”).

          Эта величина колеблется в зависимости от конструкции лампы и совершенства схемы от нескольких единиц до нескольких сотен, при этом величина .

          Следует сказать несколько подробнее о параметрах, которыми характеризуют свойства электронной лампы.

          Одним из них служит статический коэффициент усиления лампы

 или более строго:  ;         (7.3)

другим параметром – его обратная величина, называемая проницаемостью лампы

 или более строго: ;    (7.4)

третьим параметром является внутреннее сопротивление лампы

 или   при ;       (7.5)

четвертым параметром – крутизна сеточной характеристики

 точнее  при ;       (7.6)

она равна тангенсу угла наклона кривой  (см. рис. 7.2).

          Перемножая эти параметры, находим соотношение, называемое “уравнением лампы”:

.             (ё        7.7)

Следовательно, .

В виду того, что  анодный ток является функцией как , так и , можно записать:

.                    (7.8)   

Учитывая, что

 .                               (7.9)

получаем

.                            (7.10)

Если в анодной цепи имеется сопротивление , то при возрастании анодного тока на величину  омическое падение потенциала  возрастает на величину = и на столько же уменьшится величина анодного напряжения.

В этом случае

        и          .           (7.11)

Подставив поочередно эти выражения в уравнение (7.10), найдем два равенства: