Кристалл CdS 7 страница

16.2. ЗАКОН СТЕПЕНИ ТРЕХ ВТОРЫХ

Для диода, работающего в режиме объемного заряда, анодный ток и анод­ное напряжение связаны нелинейной за­висимостью, которая приближенно вы­ражается законом степени трех вторых:

k = g£'², (16.3)

где коэффициент д зависит от гео­метрических размеров и формы элек­тродов.

	Ла	А А	Б
		/ ' ^	На
		Us

Рис. 16.4. Теоретическая анодная характе­ристика диода, или график закона степени трех вторых (полукубическая парабола)

Анодный ток пропорционален анод­ному напряжению в степени три вторых (3/2), а не в первой степени, как в законе Ома. Если увеличить, например, анодное напряжение вдвое, то анодный ток возрастет в 2,8 раза (так как 2^3/2 = j/2³" «2,8), т.е. станет на 40% больше, чем должен быть по закону Ома. Графически этот закон изображает­ся полукубической параболой (рис. 16.4). Закон степени трех вторых неприменим где Q_a — действующая площадь анода; <4-к ^— расстояние анод — катод.

Истинная зависимость, между анод­ным током и анодным напряжением заметно отличается от закона степени трех вторых. Но, несмотря на неточ­ность, закон степени трех вторых в простой форме учитывает нелинейные свойства лампы.

16.3. АНОДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Анодная характеристика диода выра­жает зависимость анодного тока от анод­ного напряжения при постоянном напря­жении накала. Действительная характе­ристика (рис. 16.5) отличается от харак­теристики по закону степени трех вто­рых, которая изображена штрихами на рисунке. Это различие объясняется тем, что закон степени трех вторых является приближенным, так как при его выводе сделан ряд упрощающих предположений. Начальным током /₀ часто пренебрегают и изображают характеристику выходя­щей из нулевой точки.

С увеличением напряжения накала точка А сдвигается влево, так как начальная скорость электронов увеличи­вается. Средний участок (БВ) характе­ристики приближенно считают линей­ным. Участок ВГ соответствует плав­ному переходу от режима объемного заряда к режиму насыщения. В области насыщения (участок ГД) при повышении анодного напряжения анодный ток рас­тет. Это объясняется эффектом Шотки и дополнительным нагревом катода от анодного тока. У оксидных катодов эффект Шотки выражен сильно и допол-

Рис. 16.5. Действительная анодная характе­ристика диода

для режима насыщения, когда i_a = = I_s = const. Кривую ОАБ иногда назы­вают теоретической характеристикой диода.

Для диода с плоскими электродами 0 = 2,33.1O-⁶Q_aA*L, (16.4)

	}><L		//
[	________ А		(б
	у/	■
О

Рис. 16.6. Определение крутизны диода ме­тодом двух точек

нительный нагрев от анодного тока значителен, так как сопротивление ок­сидного слоя большое и анодный ток соизмерим с током накала. Рост анод­ного тока в режиме насыщения у оксид­ного катода настолько велик, что переход от режима объемного заряда к режиму насыщения по характеристике обычно установить нельзя.

16.4. ПАРАМЕТРЫ

Параметры диодов характеризуют их свойства и возможности применения. Некоторые из этих параметров нам уже известны. Это напряжение накала U_H, ток накала /_н и ток эмиссии катода /_е. Рассмотрим другие параметры.

Крутизна (S) показывает, как из­меняется анодный ток при изменении анодного напряжения на 1 В. Если изменение анодного напряжения Ащ вызывает изменение анодного тока Ai_a, то крутизна

S = AiJAu_a. (16.5)

Крутизну выражают в миллиамперах на вольт или амперах на вольт. Если крутизна равна, например, 4 мА/В, это означает, что изменение анодного напряжения на 1 В вызывает изменение анодного тока на 4 мА. По существу, крутизна представляет собой проводи­мость пространства между анодом и катодом для переменной составляющей анодного "тока.

Термин «крутизна» неудачен, так как для более сложных ламп параметр с тем же названием имеет иной физический смысл.

Для определения крутизны из ха­рактеристики диода (рис. 16.6) берут приращение анодного напряжения Аи^ на заданном участке АБ и соответ­ствующее ему приращение анодного тока Ai_a (метод двух точек). Крутизна про­порциональна тангенсу угла наклона а касательной в точке Т относительно оси ы_а:

S_AE = ktgOL, (16.6)

где к — коэффициент, выражающийся в единицах проводимости и учитываю­щий масштаб тока и напряжения.

Нельзя писать S = tg а, так как тангенс не есть проводимость.

Если участок АБ нелинейный, то ндйденная методом двух точек крутиз­на S_AB является средней для данного участка. Она приближенно равна кру­тизне для точки Т посредине участка АБ, т. е. S_AB х S_T.

При переходе на нижний участок характеристики крутизна уменьшается и приближается к нулю. Принято указы­вать, для какой точки или для какого участка характеристики приводится кру-тизна1. Например: S = 1,5 мА/В при 1^ = 2 В.

Современные диоды имеют крутизну в пределах 1 — 50 мА/В. В маломощных диодах она не превышает единиц мил­лиампер на вольт. В импульсном ре­жиме крутизна достигает сотен милли­ампер на вольт. Крутизна зависит от конструкции электродов лампы.

Внутреннее дифференциальное сопро­тивление (R^ диода представляет собой сопротивление пространства между ано­дом и катодом для переменного тока. Оно является величиной, обратной кру­тизне:

R_t = AuJAi_a = 1/S (16.7)

и обычно составляет сотни, а иногда десятки ом.

Меньшее значение Я_{ у более мощных ламп. При переходе на нижний участок характеристики значение R_t возрастает, стремясь к бесконечности в начальной точке характеристики.

Определение R_t из характеристики аналогично определению крутизны. Наи­более удобен метод двух точек.

Не следует смешивать сопротивление R_t с внутренним сопротивлением диода для постоянного тока R₀:

Ro = uji_a. (16.8)

Обычно сопротивление R₀ несколько больше R_t. Из закона степени трех вторых следует, что R₀ = ³/2^i> ^но практическое соотношение может быть иным. Значение Я,- тем меньше, чем мень­ше расстояние анод — катод и чем боль­ше действующая площадь анода.

16.5. РАБОЧИЙ РЕЖИМ. ПРИМЕНЕНИЕ ДИОДА ДЛЯ ВЫПРЯМЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Режим работы диода с нагрузкой графоаналитически рассчитывается так же, как и для полупроводникового диода (см. гл. 3). Однако обычно нельзя пренебрегать падением напряже­ния на вакуумном диоде, так как оно в зависимости от типа диода составляет единицы, десятки и даже сотни вольт.

Все сказанное о работе выпрями­тельных схем с полупроводниковыми диодами можно повторить для схем выпрямления с помощью вакуумных диодов. Особенность вакуумных дио­дов — отсутствие обратного тока. Ва­куумные диоды для выпрямления пере­менного тока электросети (кенотроны) могут работать при высоких обратных напряжениях — сотни и тысячи вольт. Поэтому нет необходимости в последо­вательном соединении кенотронов.

Для кенотронов, работающих в выпрямителях, опасно короткое замыка­ние нагрузки. В этом случае все напря­жение источника будет приложено к кенотрону и анодный ток станет не­допустимо большим. Происходит пере­грев катода и его разрушение. Анод также перегревается. Ухудшается вакуум за счет выделения газов из перегретых электродов. Газ ионизируется. Положи­тельные ионы бомбардируют катод, способствуя его перегреву и разруше­нию.

При выпрямлении токов очень высо­кой частоты вредно влияет емкость анод — катод диода С_а._к. Она состоит из емкости между электродами и ем­кости между выводными проводниками. Значение С_а._к достигает единиц пико­фарад у маломощных диодов. На низких частотах эта емкость шунтирующего влияния не оказывает, так как ее сопро­тивление составляет миллионы ом. А на частотах в десятки мегагерц и выше сопротивление емкости становится со­измеримым с внутренним сопротивле­нием диода и даже меньше его. Тогда переменный ток проходит через эту емкость и выпрямляющее действие диода ухудшается.

Например, если диод имеет R_t = = 500 Ом и С_а__к = 4 пФ, то при частоте 200 Гц сопротивление емкости

х_с 1/(соС_а._к) = 10¹²/(2тг-200-4) «

ж 200-10⁶ Ом = 200 МОм.

Практически через такое сопротив­ление ток не проходит. Зато при / = 200 МГц сопротивление х_с станет равным 200 Ом и будет сильно шунти­ровать диод.

Для диодов надо учитывать макси­мальные допустимые значения их пара­метров.

Если в секунду на анод попадает N электронов и каждый из них обладает энергией mv²/2, то мощность, отдавае­мая электронным потоком на нагрев анода,

Р_а = Nmv²/2. (16.9)

Энергию электроны получают от ускоряющего поля. Пренебрегая их на­чальной энергией, можно считать, что mt»²/2 ж qu_a. Тогда

Р_а = Nqu_a. (16.10)

Произведение Nq есть количество электричества, попадающее за 1 с на анод, т. е. анодный ток г'_а. Поэтому окон­чательно

Ра = ia"_a. (16.11)

Мощность Р_а — это потерянная мощ­ность, так как нагрев анода бесполезен и даже вреден. Принято называть Р_й мощностью, выделяемой на аноде, или мощностью потерь на аноде. Не следует

эту мощность считать максимальным допустимым параметром лампы, так как она может иметь самые различные значения в зависимости от анодного напряжения. Анод нагревается также за счет теплового излучения катода, но Р_а есть только мощность электронной бомбардировки. Чем больше Р_а, тем сильнее нагрев анода. Он может нака­литься докрасна и даже распла­виться.

Максимальная допустимая мощность Puma* зависит от размеров, конструк­ции, материала анода и способа его охлаждения и составляет от долей ватта до многих киловатт. Чтобы анод не перегревался, должно соблюдаться условие

Pa ^ Ратах- (16-12)

При импульсном режиме мгновен­ная мощность, выделяемая на аноде, может быть очень большой, но средняя мощность не должна превышать Р_атах-

Анодный ток диодов обычно состоит из отдельных импульсов. Максимальное допустимое значение тока для диодов с оксидным катодом обусловлено разру­шением оксидного слоя. Для каждого типа диодов характерен максимальный допустимый импульс анодного тока famax- В диодах для импульсной работы значение /_атах весьма велико, тем боль­ше, чем меньше длительность импуль­сов и чем больше паузы между ними.

Пульсирующий анодный ток диодов имеет постоянную составляющую /_аср, которую называют постоянным выпрям­ленным током. Важным параметром диода является максимальный допусти­мый постоянный выпрямленный ток

^а.сртах-

При работе диода в выпрямителе в течение некоторого времени (часть периода) к диоду приложено отрица­тельное анодное напряжение, называемое обратным. Важным параметром является максимальное допустимое обратное на­пряжение £/_обртах- Обратное напряжение не должно превышать максимального допустимого:

*Л>бр ^ ^обртах- (16.13)

Если и_оЪр больше (7_обртах, то воз­можен пробой изоляции, электростати­ческая эмиссия из анода и выход диода из строя. Кенотроны для высоковольт­ных выпрямителей имеют t/_o6pmax до десятков киловольт, маломощные дио­ды — не более 500 В.

16.6. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ

Маломощные диоды, как правило, выпускаются с катодами косвенного накала. Диоды для высоких и сверх­высоких частот делают с возможно меньшей емкостью анод — катод. Кено­троны выпускаются с катодами как пря­мого, так и косвенного накала. Широ­кое применение имеют двойные диоды (два диода в одном баллоне).

Наиболее прост диод с катодом прямого накала. К таким лампам можно отнести некоторые высоковольт­ные кенотроны и большинство мощных кенотронов. У катода косвенного накала вывод делают иногда общим с одним выводом подогревателя. Ряд диодов имеют отдельный вывод катода.

Двойные диоды с катодами прямого накала обычно изображаются упрощен­но—с одним катодом. В действитель­ности они имеют два катода, соединен­ные параллельно или последовательно.

Наиболее универсальные двойные диоды с разделенными катодами имеют отдельные выводы от катодов. Эти диоды нередко используются в двух различных частях схемы. В таких слу­чаях показывают в соответствующих местах половинки лампы. У некоторых двойных диодов ставится металлический экран для устранения паразитной ем­костной связи между диодами. От экра­на делается вывод. При упрощенном схематическом изображении экран часто не показывают.

ГЛАВА СЕМНАДЦАТАЯ

ТРЕХЭЛЕКТРОДНЫЕ ЛАМПЫ

17.1. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Катод и анод работают в триоде так же, как в диоде. В режиме объемного заряда около катода обра­зуется потенциальный барьер. Катодный ток зависит от высоты этого барьера. Управляющее действие сетки в триоде подобно действию анода в диоде. Если изменять напряжение сетки, то изменяет­ся высота потенциального барьера около катода. Следовательно, изменяется число электронов, преодолевающих этот барь­ер, т. е. катодный ток. Если напряжение сетки изменяется в положительную сто­рону, то барьер понижается, его пре­одолевает большее число электронов и катодный ток возрастает. А при из­менении сеточного напряжения в отрица­тельную сторону барьер повышается, его преодолевает меньшее число* электронов и катодный ток уменьшается.

Управление током в триоде с по­мощью сетки аналогично управлению то­ком в биполярном транзисторе. В тран­зисторе изменение напряжения на эмит­терном переходе вызывает изменение высоты потенциального барьера в этом переходе и в результате изменяется ток эмиттера. Сетка не только управляет катодным током, но и существенно изменяет действие анода. Для электри­ческого поля, создаваемого анодным на­пряжением, сетка является электростати­ческим экраном, т. е. препятствием (при условии, что сетка соединена с катодом). Большая часть поля анода задержи­вается сеткой; лишь незначительная часть силовых линий поля проникает сквозь сетку и достигает потенциаль­ного барьера у катода. Таким образом, сетка экранирует катод от анода и ослаб­ляет действие анода на потенциальный барьер около катода. Говорят, что сетка «задерживает» или «перехватывает*» большую часть силовых линий электри­ческого поля, создаваемого анодом.

Чем гуще сетка, т. е. чем больше в ней проводников, чем они толще и чем меньше просветы между ними, тем меньшая часть силовых линий поля анода проникает сквозь сетку. Кроме того, экранирующее действие сетки мак­симально при некотором среднем поло­жении ее между анодом и катодом.

В диодах нормальные анодные токи получаются при анодных напряжениях, равных единицам или двум-трем де­сяткам вольт. Если же в диод ввести сетку, то при и_д = 0 такие же анодные токи получаются при анодных напря­жениях в десятки и сотни вольт.

Сама сетка влияет на анодный ток гораздо сильнее, чем анод. Если подать на сетку напряжение, то возникающее электрическое поле сетки беспрепятствен­но достигает катода, так как между сеткой и катодом для поля нет пре­пятствий. Сетка занимает «командное» положение. Она действует на электрон­ный поток сильно, а действие анода во много раз ослаблено, вследствие того что сквозь сетку проникает лишь не­большая часть силовых линий поля анода. Было бы неправильно утверждать, что сетка действует сильнее, чем анод, только потому, что она находится ближе к катоду. Если сетку расположить около анода и она окажется лишь незначи­тельно ближе к катоду, нежели анод, то и в этом случае она во много раз ослабляет поле анода, проникающее на катод. Следовательно, близость сетки к катоду не является главным фактором, влияющим на анодный ток.

Влияние сетки и анода на анодный ток характеризуется важнейшим пара­метром триода'— коэффициентом усиле­ния р. Коэффициент усиления показы­вает, во сколько раз напряжение сетки действует на анодный ток сильнее, чем напряжение анода. Если триод имеет ц. = 10, это значит, что сетка действует в 10 раз сильнее, чем анод. Чем гуще сетка, тем больше значение р.. При данной густоте сетки коэффициент р имеет наибольшее значение, когда сетка зани­мает некоторое среднее положение между

катодом и анодом. В современных триодах коэффициент р равен единицам или десяткам.

Иногда вместо коэффициента усиле­ния ц пользуются обратной величиной — проницаемостью D:

D = 1/ц. (17.1)

Очевидно, что D < 1. Проницаемость показывает, какой доле действия сетки на катодный ток эквивалентно действие анода. Если, например, ц = 10, то D = 0,1. Это значит, что действие анода на катодный ток равноценно десятой доле действия сетки, т. е. влияние анода в 10 раз слабее.

Термин «проницаемость» введен не­мецким ученым Г. Г. Баркгаузеном, внесшим большой вклад в теорию электронных ламп, и подчеркивает роль экранирующего действия сетки. Можно сказать, что проницаемость характери­зует «пропускную способность» сетки для электрического поля анода. Чем реже сетка, тем легче через нее проникает от анода к катоду электрическое поле и тем больше значение D. Зато коэф­фициент р соответственно уменьшается. Не следует считать проницаемость «про­пускной способностью» сетки для электронного потока. Это грубая ошибка.

При отрицательном напряжении сет­ки в пространстве сетка — катод отри­цательный заряд сетки создает тормо­зящее поле, которое противодействует ускоряющему полю, проникающему от анода. Потенциальный барьер у катода повышается, и катодный ток уменьшает­ся. При некотором отрицательном сеточ­ном напряжении ток уменьшается до ну­ля, т. е. лампа «запирается». Такое напря­жение сетки называют запирающим ("дзап)- Все электроны, вылетающие из катода, возвращаются на него. Если же при и_д < 0 запирания лампы еще нет, следовательно, электроны, имеющие зна­чительные начальные скорости, преодо­левают потенциальный барьер и летят к аноду.

Запирающее напряжение сетки не­велико по сравнению с анодным. На­пример, у триода, имеющего ц = 20, при ы_а = 100 В запирающее напряжение составляет — 5 В. При ц. = 20 анодное напряжение 100 В по своему действию эквивалентно сеточному напряжению + 5 В. Подав на сетку и_дзап = — 5 В, можно скомпенсировать влияние анода.

Итак, сравнительно небольшое отри­цательное напряжение сетки может зна­чительно уменьшить анодный ток и даже совсем его прекратить.

Положительное сеточное напряжение создает ускоряющее поле, которое скла­дывается с полем, проникающим от ано­да. Результирующее поле понижает по­тенциальный барьер. Число электронов, преодолевающих его, увеличивается. Воз­растает и катодный ток. Часть электро­нов при этом притягивается к сетке, и в ее цепи возникает сеточный ток, кото­рый бесполезен, а во многих случаях вредно влияет на работу лампы. Если положительное напряжение сетки значи­тельно меньше анодного, то сеточный ток невелик и им можно пренебречь. Чем гуще сетка и выше ее положи­тельное напряжение, тем больше сеточ­ный ток.

Так как сетка действует сильнее анода, то сравнительно небольшое по­ложительное напряжение сетки вызывает значительное возрастание анодного тока. Например, пусть триод имеет ц = 20 и при напряжениях «₉ = 0и«_а = 100 В анод­ный ток равен 10 мА. Предположим, что для увеличения анодного тока до 20 мА надо при неизменном сеточном напряжении удвоить анодное напряже­ние, т. е. подать на анод 200 В. Но при ц = 20 анодному напряжению 100 В равноценно сеточное напряжение 5 В. Поэтому вместо увеличения анодного напряжения на 100 В можно подать на сетку 5 В, и тогда анодный ток возрастет до 20 мА.

Итак, увеличение положительного напряжения сетки сопровождается рос­том анодного и сеточного тока.

Изменяя сеточное напряжение от от­рицательного, запирающего лампу, до некоторого положительного, можно из­менять анодный ток в широких пре­делах — от нуля до максимального зна­чения. Таково управляющее действие сетки. Важно, что анодный ток значи­тельно изменяется при сравнительно не­большом изменении сеточного напряже-

8 И. П. Жеребцов

ния. Нужно в р раз большее изменение анодного напряжения, для того чтобы получить такое же изменение анодного тока. Иначе говоря, небольшое измене­ние сеточного напряжения равноценно в р раз большему изменению анодного напряжения. Это основное свойство трио­да позволяет использовать его для уси­ления электрических колебаний.

17.2. ТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ

При положительном напряжении сет­ки наблюдается токораспределение, т. е. распределение катодного тока между сет­кой и анодом. Если напряжение анода выше напряжения сетки, то часть электро­нов попадает на сетку, а электроны, пролетевшие сквозь сетку, летят к аноду. Такой режим называют режимом пере­хвата. В этом режиме ток сетки значи­тельно меньше анодного. Если же напря­жение сетки выше напряжения анода, то многие электроны, пролетевшие сквозь сетку, в пространстве сетка — анод тор­мозятся, снижают до нуля продольную составляющую скорости и возвращаются на сетку. Подобный режим называют режимом возврата.^

При ы_а = О и и_д > О между сеткой и анодом возникает скопление электро­нов и второй потенциальный барьер. Почти все электроны, «проскочившие» сквозь сетку, возвращаются на нее, так как не могут преодолеть второй потен­циальный барьер. Поэтому при ы_а = О ток сетки имеет максимальное Значение. Лишь сравнительно небольшая часть электронов преодолевает второй по­тенциальный барьер и попадает на анод, создавая начальный анодный ток.

Если на анод подано положительное напряжение, то второй потенциальный барьер понижается, его преодолевает больше электронов и анодный ток воз­растает. Скопление электронов в области второго потенциального барьера обра­зует вместе с анодом систему, подобную диоду. На это скопление электронов действует ничем не ослабленное поле анода, и уже при небольших положи­тельных анодных напряжениях ток анода резко возрастает, а ток сетки резко падает, поскольку все меньше электро­нов возвращается на сетку.

При некотором положительном анод­ном напряжении второй потенциальный барьер настолько понижается, что уже ни один электрон не возвращается на сетку. Наступает режим перехвата. Дальнейшее увеличение анодного напряжения по-прежнему вызывает рост анодного тока, за счет того что поле анода понижает потенциальный барьер у катода, а также за счет токораспределения. Но теперь анодный ток растет медленнее, так как действие поля анода на потенциальный барьер у катода ослаблено сеткой. Сеточный ток снижается тоже незначи­тельно, поскольку число электронов, летящих с катода прямо на проводники сетки, мало зависит от анодного на­пряжения.

17.3. ДЕЙСТВУЮЩЕЕ

НАПРЯЖЕНИЕ

И ЗАКОН СТЕПЕНИ

ТРЕХ ВТОРЫХ

Катодный ток триода можно рас­считать путем замены триода эквива­лентным диодом, если в триоде на месте сетки расположить анод. В таком диоде при некотором анодном напряже­нии анодный ток получается равным катодному току в триоде. Это напря­жение называется действующим напря­жением и_Д и выражается формулой

и_д х u_g + Du._A = u_g + u_a/p. (17.2)

Смысл этой формулы следующий. Сетка действует своим полем в полную силу, без ослабления, а поле, создавав-, мое анодным напряжением в пространст­ве сетка — катод, ослаблено за счет экра­нирующего действия сетки. Ослабление действия анода характеризуется прони­цаемостью D или коэффициентом уси­ления ц. Поэтому ы_а нельзя склады­вать с и_в, а нужно сначала умножить на D или разделить на р. Приведенная формула является приближенной.

В эквивалентном диоде анодный ток равен катодному току триода, а роль анодного напряжения выполняет дей-

ствующее напряжение. Поэтому закон степени трех вторых для триода можно написать так:

к = ди1¹² = д(и_д + рщГ'². (17.3)

Учитывая, что в эквивалентном диоде анод расположен на месте сетки реаль­ного триода, для триода с плоскими электродами получаем

0 = 2,33.1(T⁶Q_a/4_K, (17.4)

где d_g._K — расстояние сетка — катод.

Площадь поверхности анода Q_a в эквивалентном диоде в этом случае равна площади поверхности действи­тельного анода. Формула (17.3) содержит в неявном виде расстояние анод — катод и размеры, определяющие густоту сетки: от этих величин зависит про­ницаемость.

Закон степени трех вторых для триодов является приближенным, но он полезен при теоретическом рассмотре­нии работы триода. А для практи­ческих расчетов пользуются характе­ристиками, опубликованными в спра­вочниках.

С помощью закона степени трех вторых можно найти при данном напря­жении ы_а запирающее напряжение сетки и_дзт. Если лампа заперта, то 4 = 0. Из закона степени трех вторых ясно, что это возможно только при условии

"д = Идзап + Du_a = 0. (17.5)

Решая уравнение (17.5) относительно и_дзт, получим

"дзап = ~Du_a ИЛИ u_g3m = -U_a/|l. (17.6)

Действительное запирающее напря­жение обычно несколько больше по аб­солютному значению, чем определяемое формулой (17.6).

17.4. ХАРАКТЕРИСТИКИ

Характеристики триода при работе его на постоянном токе и без нагрузки называются статическими (обычно гово­рят просто «характеристики»). Дейст­вительные характеристики снимаются эк­спериментально. Они учитывают не­одинаковость температуры в разных точ­ках катода, неэквипотенциальность по­верхности катода прямого накала, эффект Шотки, дополнительный подогрев катода анодным током, начальную скорость электронов, контактную разность потен­циалов, термо-ЭДС, возникающую при нагреве контакта различных металлов, и другие явления. Закон степени трех вторых все эти явления не учиты­вает.

Характеристики в справочниках яв­ляются средними, полученными на ос­нове нескольких характеристик, снятых для различных экземпляров ламп дан­ного типа. Поэтому пользование такими характеристиками дает погрешности.

Широко применяются характеристи­ки, показывающие зависимость тока от сеточного напряжения при постоянном анодном напряжении:

h = /(мД i_e = f(^ug) ^и h = /Ч)

при щ = const. (17.7)

Наиболее важны две первые зависи­мости. Характеристики, выражающие за­висимость 4 = / (и_д), называются анодно-сеточными. А характеристики, соответ­ствующие зависимости i_g=>f(u_g), приня­то называть сеточными. Каждому зна­чению анодного напряжения соответ­ствует определенная характеристика. Следовательно, для каждого тока имеет­ся семейство характеристик. Значения анодного напряжения для них берутся через определенные промежутки.

Другая группа-характеристик показы­вает зависимость токов от анодного напряжения при постоянном сеточном напряжении:

4 = /Ч), i„ = /4) и i_K = / Ч) при u_g = const. (17.8)

Здесь наиболее важны анодные ха­рактеристики, выражающие зависимость i_a = /(ы_а), а также сеточно-ацодные ха­рактеристики, дающие зависимость i_t = fM

В справочниках, как правило, при­водятся семейства характеристик только для анодного и сеточного тока. Простым сложением их ординат можно построить характеристики для катодного тока. Для практических расчетов анодного

8*

тока достаточно иметь семейство либо анодно-сеточных, либо анодных характе­ристик. Анодно-сеточные характеристики нагляднее показывают управляющее дей­ствие сетки, и их иногда называют управляющими. Зато с анодными характе­ристиками расчеты проще и точнее.

На рис. 17.1 изображены характе­ристики для токов анода, сетки и катода в зависимости от напряжения сетки при постоянном анодном напряжении, соответствующие явно выраженному ре­жиму насыщения лампы. При и_д < О характеристики для анодного и катод­ного тока совпадают. Начальная точка характеристики (Л) обычно соответствует напряжению запирания несколько более низкому, нежели вычисленное по фор­муле (17.6).

Если уменьшать по абсолютному значению отрицательное напряжение сетки, то лампа отпирается, потен­циальный барьер у катода понижается и анодный ток возрастает. Число электронов, преодолевающих барьер, растет по нелинейному закону, и поэто­му характеристика имеет нижний не­линейный участок АБ, который постепен­но переходит в средний, приблизитель­но линейный участок БВ. При положи­тельном сеточном напряжении характе­ристика для катодного тока расположе­на выше характеристики для анодного вследствие появления сеточного тока. Характеристика для сеточного тока идет из начала координат ^подобно характе­ристике диода.

Дата добавления: 2015-05-06