Кристалл CdS 10 страница

Рис. 18.13. Построение анодной рабочей ха­рактеристики (линии нагрузки)

Чем больше R_H, тем более полого идет линия нагрузки. Если R_H = 0, то она превращается в вертикальную пря­мую (линия МБ'). Это соответствует режиму без нагрузки, когда м_а = £_а = = const. Видно, что в режиме без нагрузки при сеточном напряжении U_g2 анодный ток определяется точкой Б', а в режиме нагрузки он меньше (точка Б), так как анодное напряжение умень­шается на значение u_R. При R„ = оо линия нагрузки совпадает с осью абсцисс и при любых напряжениях анодный ток равен нулю.

Для расчета надо еще знать сеточное смещение Е_д и амплитуду переменного напряжения сетки U_mg. Они могут быть заданы или выбраны. Например, если необходимо усиление с малыми иска­жениями, то Е_д и U_mg должны быть такими, чтобы лампа работала без сеточ­ного тока. На рис. 18.14 показано построение для более общего случая усиления с некоторыми искажениями за счет нелинейного участка характеристик. Смещение Е_д определяет рабочую точку Т, анодное напряжение в режиме покоя [7_а0 и анодный ток покоя /_а0.

Далее определяют мощность, выде­ляемую на аноде в режиме покоя (Р_ао), и проверяют, не превышает ли она максимальное допустимое значение:

Р&О — /аО^аО ^ Ратах- (18.38)

Полная мощность, даваемая источни­ком анодного питания, Р₀ = £_а/_ао> а мощность постоянного тока в нагрузке

Pro = hoU_RO или P_R0 = Р₀ - Р_а0. (18.39)

Для примера на рис. 18.14 взято U_mg = | Е_д |. Амплитуды положительной и отрицательной полуволны сеточного напряжения соответствуют максималь­ному и минимальному сеточному на­пряжению (в данном случае нулю и и_д5), которые определяют конечные точ­ки рабочего участка А и Б. Эти точки соответствуют максимальному и мини­мальному значению пульсирующего анодного тока i_amax и i_amin. График анод­ного тока построен справа.

При усилении без искажений

/'та = /'та = /та И /_а._ср = /_а0. (18.40)

Если же работа происходит в об­ласти нелинейных участков характе­ристик, то положительная полуволна

Рис. 18.14. Работа лампы в режиме усиления

усиливается больше, чем отрицательная: Г > 7"

¹ та ¹ та-

В этом случае амплитуда полезной первой гармоники

/«а*0,5(/'_ма + Г_ма) (18.41)

или

/та * 0,5 (i_amax - i_amin). (18.42) Амплитуда второй гармоники

/_wa2*0,25(r_ma-/;_a) (18.43)

или

■*ma2

*0,25(i

amax ~ 'amin

2/_а0). (18.44)

Коэффициент гармоник приближенно можно определить, учитывая только вто­рую гармонику:

*г = 7«а₂//«а. (18.45)

Вследствие того что положительная полуволна больше отрицательной, по­стоянная составляющая анодного тока /_{а ср} становится больше тока покоя /_а0. Приращение постоянного анодного тока А/_а численно равно амплитуде второй гармоники. Отсюда следует, что

h.cp = ho + А/а = 0,25(i_amax-H_amj_n + 2/_a0).

(18.46)

Далее можно рассчитать следующие величины:

и„

усиленное (выходное) напряжение

UmR — U_m2l — /та-^н»

(18.47)

коэффициент усиления каскада

К = U_mJU_mg; (18.48)

полезную (выходную) мощность^

/^,вых = 0,5/_та(/_та; (18.49)

ср-'-'а j

(18.50) действия (18.51)

мощность, подводимую от анодного источника,

•Роср — /а cp-Ej

коэффициент полезного каскада (по анодной цепи)

Л ⁼ -Рвых/Роср-

Под семейством характеристик на рис. 18.14 дан график изменения анод­ного напряжения. Он показывает фазо­вый сдвиг на 180° между переменными напряжениями сетки и анода. Амплиту­ды полуволн переменного анодного напряжения U'_ma и U"_ma получаются неодинаковыми за счет нелинейности лампы. Полезная мощность характери­зуется прямоугольным треугольником АБВ, у которого гипотенузой является рабочий участок АБ. Катеты в соот­ветствующем масштабе равны удвоен­ным значениям амплитуд (2/_та и 2L/_ma).

Если в анодную цепь лампы в качестве нагрузки включен резонансный контур или трансформатор, то построе­ние рабочих характеристик надо делать иначе, в соответствии с тем как это рассмотрено для транзисторных каска­дов с подобными видами нагрузок (см. § 6.1).

18.6. ГЕНЕРАТОР С ТРИОДОМ

Схема простейшего триодного гене­ратора синусоидальных колебаний с ин­дуктивной обратной связью изображена на рис. 18.15. Подобный генератор является усилителем собственных коле­баний, возникающих в колебательном контуре.

При включении анодного источника в контуре LC возникают свободные колебания. Через катушку обратной связи L_x переменное напряжение от контура подводится к сетке и усиливается лам­пой. Усиленное напряжение создается на контуре LC и поддерживает возникшие там колебания, если обратная связь положительная. Для того чтобы колеба­ния стали незатухающими, т. е. для само­возбуждения, должны быть выполнены два условия. Во-первых, катушка обрат­ной связи должна быть включена так, чтобы переменные напряжения на аноде и на сетке были сдвинуты по фазе на 180°. А во-вторых, коэффициент обратной связи К_ос, равный отношению перемен­ных напряжений на сетке и на контуре, должен быть не меньше обратного значения коэффициента усиления каскада К:

К₀._с > 1/К. (18.52)

Заменив здесь К по формуле (18.36), получим

К₀._с > (R_H + Rd/(M = Vn + V(SR„),

(18.53)

где R_H — сопротивление нагрузки (резо­нансное сопротивление контура).

Рис. 18.15. Триодный генератор с индуктив­ной обратной связью

Чем больше К или чем больше р, S и R_h тем меньше может быть зна­чение К_ос, требуемое для самовозбуж­дения.

Элементы R_g и С_д служат для созда­ния на сетке автоматического напря­жения смещения за счет сеточного тока. Пока колебаний нет, сеточный ток от­сутствует и смещение не возникает. А когда на сетку поступает переменное напряжение, то его положительные полу­волны вызывают пульсирующий сеточ­ный ток. Его постоянная составляющая создает на резисторе R_g падение на­пряжения, которое и является напря­жением смещения. Конденсатор С_д сгла­живает пульсации этого напряжения.

18.7. МЕЖЭЛЕКТРОДНЫЕ ЕМКОСТИ

На работу триода вредное влияние оказывают межэлектродные емкости. Влияют они тем сильнее, чем выше частота.

Рис. 18.16. Межэлектродные емкости триода

Триод имеет три емкости, которые на схемах иногда показывают симво­лами конденсаторов (рис. 18.16). Емкость сетка — катод С₉._к называют входной

(С_ВхХ емкость анод — катод С_а._к — вы­ходной (С_вых) и емкость анод — сетка C._d.g — проходной (С_пр). Они у ламп малой и средней мощности составляют едини­цы пикофарад. Значения этих емкостей, приводимые в справочниках, включают в себя емкости не только между электродами, но и между выводами.

Рассмотрим влияние каждой меж­электродной емкости.

При достаточном сеточном смеще­нии, казалось бы, не должно быть сеточного тока. Однако за счет входной емкости С_д._к в цепи сетки существует емкостный ток, т. е. входная емкость нагружает источник колебаний ИК. Этот ток создаёт падение напряжения на

внутреннем сопротивлении источника ко­лебаний Я_ик. В результате уменьшается переменное напряжение на зажимах ИК, переменный анодный ток, усиленное переменное напряжение и выходная мощ­ность. Чем выше частота, тем меньше сопротивление входной емкости, тем больше емкостный сеточный ток и поте­ря напряжения на Яик-

Это явление незаметно на низких частотах, но на высоких частотах оно может значительно снизить эффектив­ность работы усилительного каскада. Пусть, например, Я_ик = 100 кОм и С_д._к = 10 пФ. Тогда на частоте 500 Гц сопротивление 1/(соС₉__к) = 32 МОм, что равносильно разрыву цепи. Но если повысить частоту до 5 МГц, т. е. в 10⁴ раз, то сопротивление входной емкости станет равным 3,2 кОм. Оно будет сильно нагружать источник коле­баний, и его напряжение резко по­низится.

Действие выходной емкости состоит в том, что она шунтирует нагрузку каскада. Полное сопротивление нагруз­ки z_H станет меньше Я_и, и это при­ведет к понижению коэффициента уси­ления каскада.

На высоких частотах емкость С_а._к вызывает также фазовый сдвиг выход­ного напряжения. При усилении звуковых колебаний это не имеет значения, но для телевизионных сигналов и в ряде дру­гих случаев фазовый сдвиг недопустим.

В каскадах, имеющих в качестве нагрузки колебательный контур (в усили­телях радиочастоты и генераторах), ем­кость Са-к входит в состав контура и добавляется к его емкости. При рас­чете контура емкость С_а._к учитывается. На весьма высоких частотах она может оказаться больше емкости контура. По­строить такой контур невозможно. Если имеется резонансный контур в цепи сетки, то входная емкость добавляется к ем­кости этого контура.

При смене ламп из-за разброса их межэлектродных емкостей нарушается настройка контуров.

Наиболее вредное влияние оказывает проходная емкость С_а.#. Прежде всего, она нагружает источник колебаний. Ем­костный ток 1_т равен сумме емкостных токов 1_тд._к и 1_та._д, протекающих через емкости Сд.* и С_а._д:

1_т * 1_тд._к + 1_та._д. (18.54)

Знак приближенного равенства стоит потому, что токи правильнее склады­вать геометрически, а не арифметически.

Выразим каждый ток по закону Ома:

Img-к ⁼ U_mgG)Cg-_K И /та-0 = и_т&._д(йС_а._д, (18.55)

где и_та._д — амплитуда напряжения между анодом и сеткой.

Так как переменные напряжения сетки и анода U_mg и U_ma сдвинуты по фазе на 180°, то напряжение и_та._д равно их сумме:

U_ma._g =U_mg-{- U_ma) = U_mg + U_ma.

(18.56)

Вынесем в этом выражении за скобку U_mg. Тогда получим

U_m*-_g = U_mg(l + U_mJU_mg)=U_mg(l+K).

(18.57)

Отсюда следует

1_т = и_тдыС_д__к + U_mgaC_a._g(l + К) = = и_тд<»[С_в__к + С_а.д(1 + К)1 (18.58)

Выражение в квадратных скобках представляет собой входную рабочую емкость усилительного каскада с три­одом:

С_вх._раб = С₉._к + С_а.,(1 + К). (18.59)

В режиме без нагрузки К = 0 и входная емкость усилительного каскада

С_вх = С_д._к + С_а._д. (18.60)

А в рабочем режиме входная ем­кость значительно больше, чем в ре­жиме без нагрузки. Например, если С_д._к = 5 пФ, С_а._д = 3 пФ и К = 40, то в режиме без нагрузки С_вх = 5 + 3 = 8 пФ, а в рабочем режиме С_вхраб = 5 + 3-(1+ + 40) = 5 + 123 = 128 пФ, т. е. в 16 раз больше.

Второе вредное влияние емкости С_а._д заключается в том, что через нее от источника колебаний проходит перемен­ный ток в анодную цепь. Поэто­му емкость С_а._д и назвали проходной.

Рис. 18.17. Усилительный каскад с общей сеткой

Рис. 18.18. Усилительный каскад с общим анодом (катодный повторитель)

В некоторых схемах источник колебаний работает непрерывно, а лампа запи­рается на определенные промежутки времени. Но через емкость С_а._д и при запертой лампе ток от источника ИК попадает в цепь нагрузки.

Особенно неприятно третье вредное явление — обратная связь между анодной и сеточной цепями через емкость С_а._д. Усиленные колебания через емкость С_а._д проникают из анодной цепи обрат­но в сеточную цепь. Переменный ток от лампы идет не только в цепь нагрузки, но через емкость С_а_₉ также и в цепь сетки. Этот ток создает на участ­ке сетка — катод напряжение обратной связи.

Можно сказать, что выходное напря­жение на участке анод — катод прило­жено к делителю, состоящему из ем­кости С_л._д и участка сетка — катод. Часть выходного напряжения, приходя­щаяся на этот участок, является на­пряжением обратной связи. С повыше­нием частоты сопротивление емкости С_а._д уменьшается и обратная связь усиливается. Если обратная связь поло­жительна, то она может привести к паразитной генерации колебаний и тогда нормальная работа каскада нарушится. Поэтому в усилителях радиочастоты ис­пользуют не триоды, а тетроды или пентоды, в которых устраняется вредное влияние проходной емкости (см. гл. 19).

18.8. КАСКАДЫ

С ОБЩЕЙ СЕТКОЙ

И ОБЩИМ АНОДОМ

Кроме усилительного каскада с об­щим катодом, имеющего широкое при­менение, используют каскады с общей сеткой и общим анодом.

В усилительном каскаде с общей сеткой (рис. 18.17) усиление по току отсутствует [К_{ = 1), и поэтому К_р = К. Недостаток схемы — низкое входное сопротивление, так как входным током является катодный. Значение R_BX равно приблизительно 1/S. Например, если S = 5 мА/В, то Д_вх «1/5 = 0,2 кОм. Управляющая сетка одновременно ра­ботает как экранирующая. За счет этого емкость С_а._к, играющая роль проходной, очень мала. Поэтому каскад с общей сеткой применяется на СВЧ.

Каскад с общим анодом (рис. 18.18) иначе называется катодным повторите­лем, потому что нагрузка R_H включена в провод катода, а выходное напря­жение по значению и фазе практически совпадает с входным напряжением («по­вторяет» его). Усиления напряжения нет (К «1), но есть значительное усиление тока, и поэтому К_р «К_{. Достоинства схемы — малая входная емкость, ста­бильное усиление и малые искажения. Эти свойства объясняются сильной от­рицательной обратной связью (Х₀._с = 1)-Все выходное напряжение полностью передается на вход. Катодный повто­ритель особенно часто применяют при усилении импульсов, так как он вносит мало искажений.

18.9. НЕДОСТАТКИ ТРИОДОВ

Триоды имеют существенные не­достатки. Во-первых, с ними невозможно получить одновременно высокий коэф­фициент усиления и «левую» анодно­

сеточную характеристику. Для того что­бы увеличить коэффициент р, надо по­строить триод с весьма густой сеткой, но тогда он будет запираться при малом отрицательном напряжении сет­ки. Например, если р = 1000, то при Г/_а = 250 В запирающее напряжение сетки

Г_/₉зап = - t7_a/(i= -250/1000= -0,25 В.

(18.61)

Тогда почти вся характеристика смещается вправо, в область положи­тельных сеточных напряжений и лампа может работать только с большими сеточными токами. Чтобы сдвинуть ха­рактеристику влево, надо увеличить анод­ное напряжение до недопустимых зна­чений. Например, чтобы при р = 1000 запирающее напряжение составило — 5 В, необходимо иметь (7_а = — р^_9зап = = -1000-(-5) = 5000 В. Вследствие это­го триоды делают с коэффициентом усиления не выше 100. Для усиления мощных колебаний без искажений триоды должны иметь «левую» анодно-сеточную характеристику, т. е. малый коэффициент р.

Второй недостаток триодов — срав­нительно невысокое внутреннее сопро­тивление R_t. В усилительных каскадах радиочастоты внутреннее сопротивление Лампы, шунтируя анодный колебатель­ный контур (см. рис. 18.12), ухуд­шает его резонансные свойства. Чем меньше сопротивление R_b тем сильнее оно шунтирует контур и ^- тем в боль­шей степени ухудшается работа контура.

Третий недостаток — сравнительно высокая проходная емкость С_а._г Ее вред­ное влияние было рассмотрено ранее.

18.10. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ

ПРИЕМНО-УСИЛИТЕЛЬНЫХ

ТРИОДОВ

Наибольшее распространение полу­чили приемно-усилительные триоды ма­лой мощности. Многие триоды при­меняются в усилителях низкой частоты, в генераторах, а также в усилителях радиочастоты, в которых устраненно вредное влияние проходной емкости (на­пример, по схеме с общей сеткой). Широко применяются двойные триоды. Особую группу представляют так назы­ваемые проходные триоды для работы в электронных стабилизаторах напряже­ния, имеющие малое внутреннее сопро­тивление, низкий коэффициент усиления, но высокую крутизну. Для электрон­ных стабилизаторов выпускаются также высоковольтные триоды с очень малой крутизной и очень большими значе­ниями р и R_t.

Много лет проводились работы по увеличению крутизны с целью улучше­ния усилительных качеств лампы и уменьшения искажений электрических импульсов, применяемых в телевидении, радиолокации, автоматике. При этом уменьшали расстояние сетка — катод. Так как потенциальный барьер находится очень близко к катоду, то для эф­фективного управления электронным по­током надо сетку максимально прибли­зить к потенциальному барьеру. Улучше­ние технологии производства позволило довести расстояние сетка — катод до десятков микрометров и получить кру­тизну до нескольких десятков милли­ампер на вольт.

19.1. УСТРОЙСТВО И РАБОТА ТЕТРОДА

Четырехэлектродные лампы, или тетроды, имеют вторую сетку, называе­мую экранирующей или экранной и рас­положенную между управляющей сеткой и анодом. Назначение экранирующей сетки — повышение коэффициента усиле­ния р и внутреннего сопротивления R_t, а также уменьшение проходной емкости С_а.0. Для величин, относящихся к экра­нирующей сетке, принят индекс д2, а к управляющей сетке, — д\.

Если экранирующая сетка соединена с катодом, то она экранирует катод и управляющую сетку от действия анода, «перехватывая» большую часть силовых линий электрического поля анода. Ослаб­ление поля анода экранирующей сеткой учитывается проницаемостью этой сетки

Часть силовых линий, проникших через экранирующую сетку, далее «пере­хватывается» управляющей сеткой. Ос­лабление поля управляющей сеткой зави­сит от ее проницаемости D_v Таким образом, сквозь обе сетки от анода к потенциальному барьеру около катода проникает ничтожная часть силовых линий. Она характеризуется произведе­нием проницаемостей сеток, которое называется проницаемостью тетрода D:

D = D,D₂. (19.1)

Величина D показывает, какую долю воздействия напряжения управляющей сетки на катодный ток составляет воздействие напряжения анода. Напри­мер, если D = 0,01, это означает, что изменение анодного напряжения на 1 В влияет в 100 раз меньше, нежели такое же изменение сеточного напря­жения.

Приближенно проницаемость — ве­личина, обратная коэффициенту усиле­ния:

р * 1/D = 1/ф^₂). (19.2)

МНОГОЭЛЕКТРОДНЫЕ

И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЛАМПЫ

Если через экранирующую сетку проникает 2% всех электрических сило­вых линий, выходящих из анода, а управ­ляющая сетка пропускает 10% из этих двух процентов, то до катода дойдет лишь 0,2 % всех силовых линий. Дей­ствие анода на потенциальный барьер у катода ослабляется в 500 раз, т. е. коэффициент усиления лампы прибли­женно равен 500.

Коэффициент усиления тетрода мо­жет составлять несколько сотен. Внут­реннее сопротивление также достигает сотен килоом.

Итак, с помощью двух сеток по­вышается коэффициент усиления и внут­реннее сопротивление. Рассмотрим дей­ствующее напряжение тетрода. Совмест­ное действие напряжений анода, экра­нирующей и управляющей сетки заме­няется влиянием действующего напря­жения Г/д, приложенного к аноду экви­валентного диода, если этот анод поставить на место управляющей сетки:

U^U^ + D^^ + D^Ub. (19.3)

Формула эта показывает, что дей­ствие экранирующей сетки ослабляется только управляющей сеткой (U_g2 умно­жается на Di), а действие анода ослаб­лено обеими сетками (Г/_а умножается на D₁D₂).

Теперь можно выразить закон степе­ни трех вторых для тетрода:

/к = gU*², (19.4)

где коэффициент g зависит от геомет­рических размеров электродов.

Катодный ток в тетроде является суммой всех токов:

h = 'а + igl + ig\ • (19.5)

При отрицательном напряжении управляющей сетки i_gX = 0 и

k = h + ig2- (19.6)

На экранирующую сетку подается положительное напряжение, составляю­

Рис. 19.1. Эквивалентная схема, показываю­щая уменьшение проходной емкости с по­мощью экранирующей сетки

щее 20 — 50% анодного. Оно понижает потенциальный барьер у катода. Анод через две сетки очень слабо действует на потенциальный барьер. Если напря­жение экранирующей сетки равно нулю, а на управляющей сетке напряжение отрицательное, результирующее поле на участке управляющая сетка — катод бу­дет тормозящим. Действующее напря­жение отрицательно, и₍ барьер у катода настолько высок, что электроны его не преодолевают. Следовательно, при U_g2 = = 0 лампа заперта. Например, U_gl = = -3 В, U_g2 = 0, U_a = 300 В, D = 0,002. Тогда и_я = -3 + 0,002-300 = -3 + 0,6 = = -2,4 В.

Ток экранирующей сетки i_g2 создает­ся электронами, которые попадают на эту сетку. Если напряжение анода вы­ше, чем напряжение экранирующей сет­ки, ток i_g2 значительно меньше анод­ного, так как основная масса электро­нов с большой скоростью пролетает сквозь экранирующую сетку.

В выражении (19.3) слагаемое D^D^a можно не учитывать, так как DyD₂ «; 1:

U_a*U_eX+D_xU_e2. (19.7)

Чтобы запереть лампу, надо иметь Г/д = 0. Тогда г_к = 0. Из равенства (19.7) найдем сеточное напряжение, запираю­щее лампу:

tW~ -DiU_g2. (19.8)

Так как управляющая сетка негустая, а напряжение U_g2 довольно. велико, то запирающее напряжение большое, т. е. анодно-сеточные характеристики полу­чаются «левыми». Если D_x = 0,10, D₂ = = 0,02 и U_a = 250 В, то при U_g2 = 100 В запирающее напряжение U_gl3an л —0,1 х х 100 = —10 В, а с учетом влияния анода Г/_01зап = -0,1 • 100-0,002 • 250 = = —10 — 0,5= —10,5 В. Значительный участок анодно-сеточной характеристики от 0 до —10 В расположен в области отрицательных сеточных напряжений. А для триода, имеющего D = 0,002 и U_a = = 250 В, получим U_g3an = — 0,5 В, т. е. характеристика будет «правой».

Рассмотрим по упрощенной эквива­лентной схеме (рис. 19.1) уменьшение проходной емкости С_а._д\ за счет экра­нирующей сетки. Источники питания исключены, так как схема рассматри­вается только для емкостного перемен­ного тока. Без экранирующей сетки сеточная и анодная цепи были бы связаны через проходную емкость C_a._gh Если введена экранирующая сетка С₂, соединенная с катодом, то для емкост­ного тока имеются два пути. Первый — от сетки С₂ через провод, соединяющий эту сетку с катодом, обратно в, источ­ник колебаний. Второй — от сетки С₂ че­рез емкость между этой сеткой и ано­дом, а затем через нагрузку R_H обратно в источник. Второй путь имеет сопро­тивление во много раз больше, чем первый. Поэтому почти весь емкостный ток i_g пройдет по первому пути. Емко­стная связь между сеточной и анодной цепями почти полностью устранена.

Если, например, сквозь экранирую­щую сетку проходит 2 % силовых линий, выходящих из анода, то взаимодействие между зарядами анода и управляющей сетки ослабляется в 50 раз и во столько же раз уменьшается емкость С_а._д\. Чем гуще экранирующая сетка, тем в боль­шей степени уменьшается проходная емкость.

Так как силовые линии электриче­ского поля частично проникают от анода к управляющей сетке не через экрани­рующую сетку, а обходным путем, то проходная емкость несколько увеличи­вается. Ее уменьшают, применяя метал­лические экраны, перехватывающие си­ловые линии поля. На рис. 19.2 показан вариант конструкции тетрода. Анод для наглядности разрезан. Проходная ем­кость создается также между проводами анода и управляющей сетки. Для ее

Рис. 19.2. Конструкция тетрода 1 — вывод анода; 2 — экран; 3 — катод; 4 — управ­ляющая сетка; 5 — анод; б — экранирующая сетка; 7 — экран

уменьшения выводы анода и управляю­щей сетки разносят дальше друг от друга. Вывод анода протягивают на верх баллона, а вывод управляющей сетки — на цоколь -(или наоборот). Эк­ранирование анодной цепи от сеточной производят и вне лампы, в схеме.

Недостаток тетрода — динатронный эффект («провал» в характеристике). Электроны, ударяя в анод, выбивают из него вторичные электроны. В диодах и триодах это не вызывает послед­ствий, так как вторичные электроны, вылетевшие из анода, возвращаются на него. Ведь анод имеет наибольший положительный потенциал.

В тетроде вторичная эмиссия анода не играет роли, если напряжение экра­нирующей сетки меньше напряжения анода. При этом условии вторичные электроны возвращаются на анод. Если же тетрод работает с нагрузкой, то при увеличении анодного тока напряжение анода в некоторые моменты может стать меньше напряжения экранирующей сет­ки. Тогда вторичные электроны анода притягиваются к экранирующей сетке. Возникает ток вторичных электронов, направленный противоположно току первичных электронов. Общий анодный ток уменьшается, а ток экранирующей сетки увеличивается. Это и есть ди­натронный эффект анода. На рис. 19.3 показаны потоки электронов, соответ­ствующие току i_aI первичных электронов, попадающих на анод, току экранирую­щей сетки i_g2\, образованному первичны­ми электронами, и току вторичных электронов i_n, летящих с анода на экранирующую сетку. Результирующие токи

h = hi ~ hi и i_g2 = i_g2\ + hi- (19.9)

He следует отождествлять динатрон­ный эффект со вторичной эмиссией, ко­торая является необходимым, но недо­статочным условием для возникновения динатронного эффекта. Второе условие заключается в том, что напряжение ано­да должно быть ниже напряжения экра­нирующей сетки. Если вторичная эмис­сия есть, но второе условие не выпол­няется, динатронного эффекта не будет.

Если повышать анодное напряжение, когда оно значительно, меньше напря­жения экранирующей сетки, то за счет увеличения тока вторичных электронов анодный ток уменьшается. В этом режи­ме внутреннее сопротивление тетрода отрицательно, так как положительному приращению Ам_а соответствует отрица­тельное приращение Ai_a:

R_t = AuJM_a < 0. (19.10)

Прибор с отрицательным сопротив­лением может работать в качестве ге­нератора.

Рис. 19.3. Токи в тетроде при динатронном эффекте

Динатронный эффект в тетроде вре­ден, так как из-за него создаются сильные искажения при усилении. Невы­годно и то, что ток экранирующей сетки больше полезного анодного тока. Может также возникнуть нежелательная

паразитная генерация колебаний. Для исключения динатронного эффекта по­стоянное напряжение экранирующей сет­ки всегда должно быть меньше анод­ного напряжения.

19.2. УСТРОЙСТВО И РАБОТА ПЕНТОДА

Широкое распространение получили пятиэлектродные лампы, называемые пентодами, в которых устранен дина­тронный эффект.

В пентоде имеется еще одна сетка, расположенная между анодом и экра­нирующей сеткой. Ее называют защит­ной сеткой, так как она защищает лампу от возникновения динатронного эффекта. Величины, относящиеся к этой сетке, обозначают индексом дЪ. Встречаются также другие названия этой сетки: антидинатронная, противодинатронная, пентодная, третья. Защитная сетка обычно соединяется с катодом, т. е. имеет нулевой потенциал относительно катода и отрицательный относительно анода. Иногда на нее подается неболь­шое положительное или отрицательное напряжение. Однако и в этих случаях ее потенциал значительно ниже потен­циала анода. В дальнейшем будет счи­тать и_дЪ = 0. Во многих пентодах соеди­нение защитной сетки с катодом делают внутри лампы. Действие защитной сетки состоит в том, что между ней и анодом создается электрическое поле, которое тормозит, останавливает и возвращает на анод вторичные электроны, выбитые из анода. Динатронный эффект пол­ностью исключается.

Дата добавления: 2015-05-06