Кристалл CdS 18 страница

Итак, если электрический заряд при­ближается к какому-либо проводнику или удаляется от него, то в этом провод­нике появляется наведенный ток.

В электронных лампах функцию индуцирующего отрицательного заряда выполняет поток электронов, т. е. кон­векционный ток. Этот ток всегда воз­буждает наведенные токи в проводах, соединенных с электродами лампы. На­веденный ток увеличивается при увели­чении числа и энергии летящих элект­ронов, а также при уменьшении рас­стояния между ними и данным элект­родом.

Пусть, например, на анод диода с накаленным катодом подается постоян­ное напряжение. Тогда от катода к ано­ду внутри лампы начнет двигаться по­ток электронов, который вызовет на­веденный ток во внешней части анод­ной цепи. Таким образом, анодный ток возникает не в тот момент времени,

CZ3

Рис. 24.3. Схема электростатической индук­ции

когда электроны достигают анода, а в момент, когда они начинают удаляться от катода.

В статическом или квазистатическом режиме, когда г_пр «: Т, наведенный ток в анодной цепи диода равен конвекцион­ному току. Это позволяет для данных режимов вообще не вводить понятие «наведенный ток». Но на СВЧ, когда за время пролета электронов от одного электрода к другому напряжения зна­чительно изменяются, необходимо рас­сматривать наведенные токи в цепях электродов. Можно представить себе да­же такой случай, когда электроны со­вершают колебания, например, в проме­жутке катод — анод, но из-за своей инер­ции не попадают на анод. Однако они создают в анодной цепи наведенный ток.

6)

С учетом наведенного тока можно лучше понять преобразование энергии, совершающееся при движении электро­нов в электрическом поле. Рассмотрим для примера движение электронов в ускоряющем или тормозящем поле между двумя электродами, считая, что это поле создано источником ЭДС в виде батареи (рис. 24.4). Поток летящих внутри лампы электронов создает в цепи

а)

[*>най | рте

it11

Рис, 24.4. Наведенный ток при движении электронов в поле, созданном постоянным напряжением

батареи наведенный ток, направление которого совпадает с направлением кон­векционного тока. Здесь, как и везде далее, стрелки показывают направление движения электронов от минуса к плюсу, а не условное направление тока от плюса к минусу. Нетрудно видеть, что при ускоряющем поле (рис. 24.4, а) наве­денный ток, проходящий через батарею,

будет для нее разрядным током. Батарея разряжается, т. е. расходует свою энер­гию, которая с помощью электриче­ского поля передается летящим электро­нам и увеличивает их кинетическую энергию. А при тормозящем поле (рис. 24.4,6) наведенный ток, наоборот, будет для батареи зарядным током, т. е. электроны отдают свою энергию, кото­рая накапливается в батарее. Процессы заряда и разряда аккумуляторной бата­реи наведенным током, конечно, не имеют практического применения в тех­нике СВЧ и описаны только в качестве примера.

Следует учитывать также возник­новение наведенных токов в колебатель­ных контурах, подключенных к лампе. На рис. 24.5 изображен колебательный контур, состоящий из индуктивности L и емкости С, которой может быть емкость между двумя электродами лампы. Пусть в контуре происходят свободные затухающие колебания. Тогда на зажимах контура и на электродах лампы будет переменное напряжение. Предположим, что между электродами движется поток электронов (каким спо­собом он получен, пока не имеет зна­чения).

Если поле, созданное напряжением электродов, тормозит электроны (рис. 24.5, а), то наведенный ток будет током,

Ънав

С L

It + +1

6) w

ЬнаВ 1»на8

» 4 -f

ы±

^ьнав

Рис. 24.5. Наведенный ток при движении электронов в поле, созданном переменным напряжением колебательного контура

питающим контур. Действительно, на­правление этого тока таково, что созда­ваемое им в контуре напряжение совпа­дает по фазе с напряжением, имеющимся в контуре от свободных колебаний. Это значит, что наведенный ток препятствует затуханию колебаний. Иначе говоря, часть кинетической энергии летящих электронов передается в контур и под­держивает там колебательный процесс.

Но если поле, созданное перемен­ным напряжением, будет ускоряющим для электронов (рис. 24.5,6), то наве­денный ток создает в контуре падение напряжения, противоположное по фазе переменному напряжению свободных ко­лебаний, т. е. способствующее более быстрому их затуханию. В данном слу­чае контур тратит часть своей энергии на увеличение скорости полета электро­нов, и поэтому затухание колебаний в контуре усиливается.

Таким образом, для ослабления зату­хания, т. е. для поддержания колебаний в контуре, подключенном к электродам лампы, необходимо направлять в про­странство между электродами поток электронов в тё промежутки времени, когда электрическое поле будет тор­мозящим.

Чтобы лучше представить себе воз­никновение наведенного тока, следует изучить этот процесс в диоде. Полу­ченные при этом выводы будут спра­ведливы и для любой другой системы из двух электродов. Для упрощения рассуждений рассмотрим случай, когда анодное напряжение представляет собой импульс прямоугольной формы, длитель­ность которого соизмерима с временем пролета. Графики этого напряжения и наведенного тока в проводах анода и катода диода приведены на рис. 24.6, а. На рис. 24.6,6 показано для различных моментов времени распределение элект­ронного потока, т. е. конвекционного тока, в промежутке анод — катод.

В момент fi электроны начинают двигаться от катода (точнее, от «элект­ронного облачка» около катода) и возни­кает наведенный ток. Промежуток анод — катод еще не заполнен электро­нами. Через некоторое время, в момент t₂, значительная часть этого промежутка

а)

Ьнав	1 1
	А N

0 £2 £j ^

t_f t₂ t₃-tt ts t₆

Рис. 24.6. Наведенный ток в диоде

уже заполнена электронами. Так как они движутся в ускоряющем поле, то ско­рость их больше, чем в момент tj,. Благодаря этому наведенный ток стано­вится больше и скорость его нарастания увеличивается. В момент г₃ электроны достигают анода и все пространство анод — катод заполнено движущимися электронами. Наведенный ток стано­вится максимальным. Такое положение сохраняется до конца импульса напря­жения (момент г₄), после чего новые электроны уже не будут двигаться от катода к аноду. А электроны, запол­няющие промежуток анод — катод, про­должают по инерции двигаться к аноду. Число их уменьшается, т. е. промежуток «очищается» от электронов, и соответ­ственно уменьшается наведенный ток (момент Г₅). Когда в момент г₆ в про­межутке анод — катод не остается элект­ронов, наведенный ток становится рав­ным нулю. Как видно, импульс наведен­ного тока растянут во времени по сравнению с импульсом напряжения и отстает от последнего, т. е. позже дости­гает максимума и позже спадает до нуля.

Если после положительного импуль­са анодного напряжения последует отри­цательный импульс, то часть электронов все же долетит до анода, а другая часть затормозится настолько, что оста­новится и станет возвращаться на катод.

Следовательно, возникает конвекцион­ный ток обратного направления и соот­ветственно создается импульс обратного наведенного тока. Аналогичные явления происходят и при подаче на диод пере­менного синусоидального напряжения.

24.4. ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ И ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ

Для каждого усилительного каскада большую роль играет входное сопротив­ление лампы, т. е. то сопротивление, которое лампа оказывает источнику усиливаемого напряжения.

В усилительном каскаде, изображен­ном в общем виде на рис. 24.7, гене­ратор усиливаемого напряжения Г, имеющий ЭДС и внутреннее сопро­тивление соответственно Е и R_r, нагру­жен входным сопротивлением лампы. Это сопротивление обычно имеет актив­ную и емкостную составляющие. Будем рассматривать только активное входное сопротивление и обозначим его R_m.

Рис. 24.7. Усилительный каскад

Всегда желательно, чтобы сопротив­ление R_BX было как можно большим. В идеальном случае R_m — 00, тогда цепь сетки разомкнута и сеточного тока нет. Следовательно, нет потери напряжения на внутреннем сопротивлении генерато­ра и вся его ЭДС передается на сетку (U_g = Е). В этом случае генератор мо­жет иметь сколь угодно малую мощ­ность. Для получения R_BX = 00 необхо­димо, чтобы электроны не попадали на сетку и не создавали сеточный ток, т. е. напряжение смещения Е_в должно превышать амплитуду усиливаемого пе­ременного напряжения: \Eg\^U_mg. Практически такой, близкий к идеаль­

•ИШ III!

Рис. 24.8. Наведенный ток в цепи сетки триода

ному, режим работы получается только на достаточно низких частотах, когда можно пренебречь емкостным током, проходящим через входную емкость лампы.

На высоких частотах сопротивление R_BX не равно бесконечности. Чем оно меньше, тем больше переменный ток 1_д в цепи сетки. С увеличением этого тока растет потеря напряжения на внутреннем сопротивлении генератора R_T и уменьшается полезное напряжение на сетке, так как U_g = Е — I_gR_r. Растут также потери мощности Р_вх = IgR_m в са­мом входном сопротивлении и полная мощность, которую должен развивать генератор.

Усилительный каскад принято харак­теризовать коэффициентом усиления К, показывающим, во сколько раз усили­вается напряжение. На высоких частотах важен также коэффициент усиления мощности К_р, показывающий, во сколь­ко раз усиливается мощность:

Х_Р = Р_ВЫХ/Р_ВХ, (24.4)

где P_BJ>IX — полезная мощность, отдава­емая лампой.

При малом входном сопротивлении мощность Р_вх может настолько возрасти, что К_р станет равен единице или будет еще меньше. Очевидно, нецелесообразно применять усилители, дающие усиление мощности меньше чем в 2 — 3 раза. С переходом на СВЧ входное сопро­тивление резко уменьшается и усиление мощности незначительно или даже сов­сем отсутствует. Уменьшение входного сопротивления на СВЧ объясняется возникновением наведенных токов в цепи сетки.

В зависимости от соотношения вре­мени пролета и периода колебаний, расстояний катод — сетка и сетка — анод, а также напряжений электродов процес­сы в триоде могут протекать различно, но все же в любом случае из-за инерции электронов на СВЧ возникают большие наведенные сеточные токи, при­водящие к резкому уменьшению вход­ного сопротивления. Чтобы это было ясно, рассмотрим упрощенно процессы, протекающие в триоде в некотором частном случае.

Пусть на сетку подано переменное напряжение в виде положительных им­пульсов прямоугольной формы и запи­рающее напряжение смещения (рис. 24.8, а). При этом напряжение сетки остается все время отрицательным, т. е. электроны на сетку не попадают. Пусть время пролета электронов t_g._K на участке сетка — катод равно времени пролета t_a._g на участке анод — сетка и несколько меньше половины длительности импуль­са. На рисунке для этого режима пока­заны графики наведенных токов в цепях триода (рис. 24.8,6 и в) и распределение электронного потока, т. е. конвекционно­го тока, в разные моменты времени (рис. 24.8, г). Сетку триода будем счи­тать настолько густой, что участки сетка — катод и анод — сетка можно рас­сматривать как отдельные диоды.

До момента г, лампа заперта и токов нет. В момент г, лампа отпирается, начинается движение электронов от катода (точнее, от «электронного облач­ка» около катода) к сетке и наведен­ный ток I*! в проводе сетки возрастает. Такой же ток равный i_u появляется и в проводе катода. Если в момент г₂

а)

I

в)

промежуток сетка — катод уже наполо­вину заполнен электронами, то ток ^ равен некоторому среднему значению. Далее он продолжает возрастать, дости­гая максимального значения в момент t₃, когда электронный поток дойдет до сет­ки. Электроны на сетку не попадают, а пролетают сквозь нее и движутся к аноду. Этот удаляющийся от сетки поток электронов создает в проводе сет­ки наведенный ток i₂, противоположный по направлению току i_v Будет также индуцироваться ток i_a в проводе анода, равный току i₂.

Возрастающий ток i₂ в момент t₄ имеет некоторое среднее значение и до­стигает максимального в момент t₅, когда весь промежуток анод — сетка за­полняется движущимися электронами. До момента г₆ оба тока и i₂ по­стоянны и равны друг другу, а в мо­мент г₆ лампа запирается, и поэтому электроны перестают уходить от катода. Но электронный поток, заполняющий межэлектродные промежутки, продол­жает движение.

На участке сетка — катод электроны будут двигаться по инерции и прибли­жаться к сетке. Число их в этом про­межутке убывает, и ток i_t уменьшается. В момент г₇ он имеет какое-то сред­нее значение,, а в момент г₈ спадает до нуля, так как промежуток сетка — катод «очищается» от электронов. После этого начинает уменьшаться число элект­ронов в промежутке анод — сетка и соответственно ток i₂. Он снижается до некоторого среднего значения в момент t₉, а в момент г₁₀, когда уже все электроны попадают на анод, становится равным нулю.

Таким образом, в цепи сетки воз­никают два импульса наведенного тока, противоположные по направлению (рис. 24.8, б). Результирующий (суммарный) наведенный ток сетки (рис. 24.8, в) пред­ставляет собой переменный ток. На рис. 24.8, а и в штриховыми кривыми показаны первые гармоники напряжения и тока сетки. Видно, что первая гармо­ника наведенного тока сетки несколько опережает по фазе первую гармонику напряжения. Это означает, что наведен­ный ток сетки имеет активную состав­ляющую, а также реактивную емкост­ного характера. Последняя добавляется к обычному емкостному току в цепи сетки, обусловленному входной ем­костью лампы. Поскольку суммарный емкостный ток увеличивается, то можно сказать, что инерция электронов приво­дит к некоторому возрастанию входной емкости.

Однако самое неприятное следствие инерции электронов состоит в появле­нии активной составляющей сеточного тока. Она обусловливает входное актив­ное сопротивление, которое уменьшается с повышением частоты и снижает коэф­фициент усиления мощности. Активное входное сопротивление характеризует потерю энергии источником колебаний, включенным в цепь сетки. Эта энергия переносится активной составляющей наведенного тока от источника колеба­ний к электрическому полю и переда­ется электронам, которые увеличивают кинетическую энергию и расходуют ее на нагрев анода. Если же лампа рабо­тает на более низких частотах и време­нем пролета электронов можно прене­бречь, то при сеточном Напряжении, по­казанном -на рис. 24.8, а, импульсы токов ii и i₂ будут иметь такую же прямоугольную форму и длительность. Поскольку эти токи равны и противо­положны по направлению, то суммар­ный сеточный ток равен нулю. Следова­тельно, никакого расхода энергии ис­точником колебаний в этом случае нет.

Влияние инерции электронов на ра­боту лампы было рассмотрено при подаче на сетку положительных импуль­сов напряжения прямоугольной формы. Но и в других, более сложных случаях также возникает активный наведенный ток в цепи сетки, т. е. вследствие инерции электронов лампа имеет актив­ное входное сопротивление. Если у пе­ременного напряжения на сетке лампы не только положительные, но и отри­цательные импульсы, то последние со­здают тормозящее поле, которое воз­вращает часть электронов на катод. Они ускоряются полем, и, следовательно, энергия источника колебаний расходу­ется в данном случае также на допол­

нительный нагрев катода бомбардирую­щими его электронами.

При синусоидальном переменном напряжении все процессы протекают сложнее, но на СВЧ обязательно воз­никает активный наведенный ток в цепи сетки, на создание которого расходуется энергия источника колебаний. Эта энер­гия в конечном итоге теряется на до­полнительный нагрев анода и катода конвекционным током. Действительно, положительная полуволна сеточного напряжения, ускоряя электроны, летящие от катода, дает им дополнительную энергию, а во время отрицательного полупериода сеточного напряжения сет­ка отталкивает электроны, движущиеся к аноду, и они. тоже получают допол­нительную энергию. В результате элект­роны бомбардируют с большей силой анод, который дополнительно нагре­вается. Кроме того, электроны, не про­летающие сквозь сетку, а поворачиваю­щие обратно на катод, также отталкива­ются сеткой во время отрицательного полупериода и получают еще некоторую энергию. Эти электроны бомбардируют катод и вызывают его дополнительный нагрев. Таким образом, источник колеба­ний в течение всего периода отдает энер­гию электронам, а они расходуют ее на бомбардировку анода и катода.

Приведенное рассмотрение электрон­ных процессов приближенно, но оно дает представление о происходящих явлениях. Точный анализ работы ламп СВЧ сло­жен и выходит за рамки книги.

Теория дает следующую формулу для результирующего наведенного тока сетки 1_в при переменном сеточном напряжении U_g:

Ig = kSPt²g._KUg, (24.5)

где к — коэффициент пропорциональ­ности, зависящий от конструкции и постоянных напряжений электродов; S — крутизна лампы; t_g._K — время про­лета электрона в промежутке катод — сетка.

Отсюда для входного сопротивления получается выражение

Я_ВХ = Ug/Ig = l/(/cS/\²._K). (24.6)

Для данной лампы и данных пи­тающих напряжений на электродах ве­личины к, S и t_g._K постоянны. Заменяя их одним коэффициентом и переходя от частоты к длине волны, получаем

R_BX = ак². (24.7)

Расчет коэффициента а весьма сло­жен и неточен. Поэтому он определен для многих ламп экспериментально и тогда учитывает влияние на входное сопротивление не только инерции элект­ронов, но и других явлений, вызываю­щих потери энергии. Для некоторых приемно-усилительных ламп, работаю­щих при нормальных питающих напря­жениях, коэффициент а составляет не­сколько сотен. Если а = 400 Ом/м² и X = 50 см, то Я_вх = 400-0,5² = 100 Ом.

Как видно, входное сопротивление получается весьма малым, и это может привести к недопустимому снижению усиления. Действительно, коэффициент усиления каскада с пентодом

К» SR_H, (24.8)

где Л_н — сопротивление анодной на­грузки.

Если в качестве нагрузки применя­ется резонансный контур, то параллель­но к нему подключено входное сопро­тивление лампы следующего каскада, и поэтому общее сопротивление нагруз­ки окажется меньше Я_вх. Для усилителя, работающего на волне длиной 50 см с лампами, имеющими S = 5 мА/В и Л_вх = 100 Ом, можно считать, что Я„*100 Ом. Тогда К «5-10~³-100 = = 0,5. Следовательно, каскад вместо уси­ления дает ослабление.

Приведенный расчет сопротивления Я_вх справедлив только для малых пере­менных напряжений. При больших амплитудах переменных напряжений (в генераторах и передатчиках) расчет зна­чительно усложняется.

Потери энергии в лампах на СВЧ вызываются и другими причинами. Вследствие поверхностного эффекта уве­личивается активное сопротивление электродов и их выводов. По поверх­ности металлических проводников про­ходят значительные токи, вызывающие бесполезный нагрев. Также увеличива­

ются потери во всех твердых диэлект­риках, находящихся под воздействием переменного электрического поля, на­пример в стекле баллона.

Большие потери энергии в лампах ухудшают КПД усилителей и генерато­ров СВЧ, приводят к чрезмерному нагре­ву самих ламп и резко снижают доброт­ность контуров, подключенных к лам­пам. Контуры в виде коаксиальных резонансных линий или объемных ре­зонаторов имеют высокую добротность, доходящую до тысяч и десятков тысяч. Но когда эти контуры присоединяют к лампе, то их добротность резко падает (часто на порядок и ниже). Это явление аналогично уменьшению доб­ротности обычного контура, когда он шунтирован сравнительно малым со­противлением.

24.5. ИМПУЛЬСНЫЙ РЕЖИМ

Электронные лампы передатчиков СВЧ во многих случаях работают в импульсном режиме. Например, почти все радиолокационные передатчики дают импульсы длительностью в единицы и десятки микросекунд, отделенные друг от друга промежутками времени гораздо большей продолжительности (рис. 24.9). При таком режиме работы средняя мощ­ность лампы во много раз меньше мощности импульса. Пусть, например, длительность импульса т_и = 10 мкс, его мощность Р„ = 100 кВт, а частота сле­дования импульсов /= 200 Гц. Тогда период следования импульсов Т= 1/200 = = 0,005 с = 5000 мкс, т.е. в 500 раз больше длительности импульса. Поэто­му средняя мощность лампы в 500 раз меньше мощности импульса: Р_ср = = 0,2 кВт.

Рис. 24.9. Форма СВЧ-колебаний при работе лампы в импульсном режиме

Отношение периода следования им­пульсов к длительности импульса на­зывают скважностью:

Q=T/t_k. (24.9)

Следовательно,

Р_Ср = PJQ = РиТи/Т. (24.10)

Иногда применяют величину, обрат­ную скважности и называемую коэффи­циентом заполнения.

Лампы для импульсной работы имеют сравнительно малые размеры анода, так как потери на его нагрев определяются средней мощностью. Импульсы большой мощности' полу­чаются при подаче на сетку и анод весьма больших напряжений в течение короткого времени. Анодное напряжение, например, достигает десятков кило­вольт. Во избежание пробоя необходимо обеспечить хорошее качество изоляции между электродами и их выводами, а также высокий вакуум.

Катод лампы при импульсной работе должен обеспечивать очень высокую эмиссию. Для этого пригоден оксидный катод, эмиссия которого в импульсном режиме в десятки раз сильнее, чем в режиме непрерывной работы. В импульс­ном режиме удельная эмиссия оксидного катода достигает 70 А/см² и эффек­тивность 10000 мА/Вт, в непрерывном — 0,5 А/см² и 100 мА/Вт соответственно.

Высокая удельная эмиссия в импульс­ном режиме объясняется вырыванием большого числа электронов из оксидного слоя под влиянием сильного внешнего электрического поля, которое проникает в этот слой, являющийся полупровод­ником. Такую эмиссию оксидный катод обеспечивает только при условии, что длительность импульсов не превышает 20 мкс и между ними имеются более продолжительные паузы. Если поддер­живать высокую удельную эмиссию бо­лее длительное время, то наступает «отравление» оксидного катода, эмис­сионный ток быстро падает и восстанов­ление удельной эмиссии возможно только после «отдыха» катода.

Помимо оксидных катодов для им­пульсного режима успешно применяются новые типы катодов: бариево-вольфра-

мовые (/^катоды), ториево-оксидные, ме-таллокерамические — из смеси тория и молибденового порошка и др. У некото­рых из них удельная эмиссия в импульс­ном режиме достигает 300 А/см².

24.6. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП ДЛЯ СВЧ

Электронные лампы для СВЧ кон­струируются так, чтобы межэлектрод­ные емкости и индуктивности выводов и расстояния между электродами были малыми. Принимаются также меры к уменьшению потерь энергии, в частности для баллона используется специальное стекло с малыми диэлектрическими по­терями или радиокерамика. В генера­торных лампах особое значение приоб­ретает охлаждение анода и лампы в целом, так как из-за больших потерь энергии лампы сильно нагреваются.

Лампы дециметрового диапазона, ко­нечно, могут работать на более длин­ных волнах, но для сантиметровых волн большинство их непригодно. Некоторые из пальчиковых и миниатюрных бес­цокольных ламп применяются для гене­рации и усиления на дециметровых волнах (на частотах в сотняг-мегагерц).,

Для дециметровых и «длинных» сан­тиметровых волн сконструированы лам­пы с дисковыми и цилиндрическими выводами, имеющие в конце обозначе­ния букву Д. Выводы электродов в виде цилиндров и дисков различного диа­метра служат для соединения лампы с коаксиальными резонансными линиями или объемными резонаторами и явля­ются частью той или иной колебатель­ной системы. Впервые лампы такого ти­па были разработаны в СССР группой инженеров под руководством Н. Д. Де-вяткова. Примером таких ламп может служить металлостеклянный триод (рис. 24.10, а). В нем один из выводов подогревателя сделан общим с кольце­вым выводом катода. Такой триод ра­ботает в генераторах на частотах до 3600 МГц и дает полезную мощность не менее 0,1 Вт. Конструкцию, анало­гичную изображенной, имеют некото­рые диоды.

Оригинальное устройство имеет «ка­рандашный» триод (рис. 24.10,6), пред­назначенный для генерации колебаний мощностью до 5 Вт на частотах до 3000. МГц. Это металлическая лампа с цилиндрическими выводами анода и катода и дисковым выводом сетки. Выпущены также и другие «карандаш­ные» диоды и триоды.

Значительный интерес представляет также сверхминиатюрный триод с ци­линдрическими выводами (рис. 24.10, в). Он предназначен для усилительных кас­кадов по схеме с общей сеткой, служащих входными каскадами в приемниках СВЧ. Такая лампа относится к металлокера-мическим приемно-усилительным лам­пам, для которых в качестве последнего

0fJ,6

к__ 1

²~%.

а)

	Ф2Г

I

Рис. 24.10. Триоды для СВЧ: а — металлостеклянный; б — «карандашный»; в — сверхминиа­тюрный металлокерамический 1 — вывод анода; 2 — вывод сетки; 3 — вывод катода и подогревателя; 4 — вывод подогревателя

11 И. П. Жеребцов

элемента обозначения принята буква К. На предельной частоте 3000 МГц этот триод дает усиление мощности в 12 раз, а на частоте 1200 МГц — в 40 раз.

Некоторые лампы металлокерами-ческой серии работают на частотах до 10000 МГц. В дециметровом диа­пазоне волн могут также работать сверхминиатюрные металлокерамиче-ские лампы (нувисторы).

/ — штифт для навинчивания радиатора анода; 2 — анод; 3 — сетка; 4 — катод; 5 — подогреватель; 6 — вывод сетки; 7 — вывод катода и подогрева­теля; 8 — вывод подогревателя

а) 5)

Рис. 24.11. Внешний вид и устройство метал-локерамического генераторного триода

Для более мощных генераторов и передатчиков, в частности для передат­чиков, работающих с большой мощ­ностью в импульсном режиме, применя­ются металлокерамические генераторные триоды, напоминающие по конструкции рассмотренные приемно-усилительные лампы и также предназначенные для соединения с коаксиальными колебатель­ными системами. На рис. 24.11 пока­зан внешний вид металлокерамической генераторной лампы и ее устройство. Рабочие поверхности катода, сетки и анода этой лампы имеют форму дисков, расположенных очень близко друг к другу. Иногда поверхность электродов несколько выгнута. Вывод от подогрев­ного оксидного катода сделан в виде цилиндра, причем он одновременно слу­жит и выводом одного конца подогре­вателя. Второй конец подогревателя имеет вывод внутри' этого цилиндра. Вывод от сетки сделан также в форме цилиндра и является частью баллона лампы.

Анод изготовлен в виде массивного, цилиндра, и его верхняя часть при­паяна к керамическому цилиндру, слу­жащему частью баллона. С другой стороны этот керамический цилиндр спаян с выводом сетки. Между выво­дами сетки и катода также распола­гается керамическое кольцо. Спаи метал­ла с керамикой представляют собой особенность металлокерамических ламп. В этих лампах применяемся специаль­ный керамический материал, дающий малые цотери энергии на СВЧ. Для охлаждения анода используется ребрис­тый радиатор, который навинчивается на штифт анода. Радиатор обдувается воздухом от вентилятора: Лампы этого типа могут работать и без радиатора, но тогда допустимая мощность рассея­ния на аноде и наибольшая полезная мощность значительно снижаются.

Дата добавления: 2015-05-06