1629382485-048081f33d7067cb67d6bd3d4cee7eee (Дулин В.Н. Электронные приборы 1977), страница 13

В -стати ч еск ом режиме при 1)с < 0 ,когда / с = 0 , проводимость у са — 0 .П ров од и м ость у ся при IIс > 0 (1С ф 0) можно рассматриватькак крут изну сеточно-анодной характеристики:s ca= -(Нс(3-47)’™~dU аП арам етры Бс и 5 са, так ж е как н величина 5 , измеряютсяобычно в миллиам перах на один вольт. П ри 11с < . 0 ток / с = 0и, сл едовател ьн о, Бс = 0 и ¿'са = 0. Д ля значений 110 > 0 к р у­тизна 8 С полож ител ьн а, а крутизна 5 са отрицательна, так какс увеличением II& ток сетки уменьш ается (см. рис.

3-10).Определение статических параметров по характеристикам лампы.В сп р авоч н и ках и паспортах ламп значения статических парамет­ров ук а зы в а ю тся для номинального режима измерений: опреде­ленных значений 11с и £/а. Эти две величины однозначно опреде­ляют р а б о ч у ю точк у на любом семействе характеристик триода.Однако, как видно из рис. 3-8 и 3-10, статические характеристикитриода нелинейны и для иной рабочей точки (значений 11с и С/а,отличных от номинальных) значения статических параметров лампыбуд ут д р уги м и . П оэтом у при расчете радиотехнических устройствчасто п р и х од и тся определять значения статических параметровпо сем ействам статических характеристик.К аж ды й из статических параметров лампы может быть выраженгеом етрически на одном из семейств статических характеристик.П усть заданы некоторы е значения и'с и 1/а, определяющие неко­тор у ю р а б о ч у ю точк у А , к отор а я при II с > 0 может быть отме­чена на л ю б о м семействе характеристик (рис.

3-12 и 3-13).П роведя касательны е к характеристикам в этих точках, можноопределить статические параметры анодной и сеточной цепей потригоном етрическим функциям угл ов наклона построенных каса­тельных:ош .5 = - - tg a ;(3-48)ctg р;(3-49)Sc = ^ t g Y ;(3-50)*$са = | t g ô ,(3-51)Я; =yЗдесь т., п, р , д — масш табные размерные коэфф ициенты .Однако точное измерение угл ов обы чно весьма затрудн и тел ьн о,поэтому для определения ста ти ч ески х параметров по х а р а к т е р и ­стикам п ол ьзую тся менее точным, но более удобным м етодом ха -Рнс. 3-12. К определению статических параметров S и Sc.Рис.

3-13. К определению статических параметров Л* и S ca.рактеристических треугольников. Ч ер ез заданную р а боч ую т о ч к уВ (рис. 3-14) проводят прямые, параллельные осям и о тв е ч а ю ­щие условиям постоянства д в у х величин (например, л и н и и/ а = const и Uc = const на сем ействе анодно-сеточны х х а р а к т е -Рис.

3-14. Определение статических параметров по семействам статических'"характеристик.ристик). У сл ови ю неизменности третьей величины (£7а = c o n s t )отвечают сами анодно-сеточные характер и сти к и лампы. Н а се м е й ­стве характеристик образую тся два треугольни ка, с о п р и к а с а ю ­щиеся вершинами в заданной рабоч ей точке.Измеряя с помощью Координатной сетки стороны построенныхтреугольников, определяют А /а, А и с, А Л а как среднее арифмети­ческое из двух соответствующих замеров:атС^а— / а ) + (^ а — / а ) .(3-52)A i a = ----------- g--------- 1=г’AUC(i uó — 1 г / с ! ) + ( ' и'с\-\иц i) .AUaо2*( u l - u D + i u k- u *)2(3-53)(3-54)Расчет параметров производится по формулам(3-55)(3-56)AU а(3-57)Е сли есть лишь две характеристики, то можно ограничитьсяпостроением одного треугольника.

Крутизну лампы можно- опре­делить также только по одной анодно-сеточной характеристике,а внутреннее сопротивление — лишь по одной анодной, выбравнебольшие приращения напряжения вблизи рабочей точки (точкаС на рис. 3-14). Статический коэффициент усиления находитсякак произведение S и RРазличным случаям применения триодов соответствуют и раз­личные требования к его параметрам, к выбору рабочей точки.Если, например, для некоторых схем усилителей можно выбратьрежим, соответствующий максимальному значению крутизны S ,то в других схемах решающую роль играет значение внутреннегосопротивления. Качественно оценить значения этих параметровможно по семействам соответствующих характеристик. Легко,например, видеть, что крутизна анодно-сеточной характеристикив ее начальной части, вблизи напряжения запирания, всегда мень­ше, чем при напряжениях U c, близких к^нулю.

Нетрудно такжеопределить, что пологом у участку анодной характеристики приU c > 0 соответствует больш ее, а, крутому начальному участку —меньшее внутреннее сопротивление.»Междуэлектродные емкости. При выводе действующего напря­жения в § 3-1 мы уж е говорили о двух междуэлектродных емкостяхСск и Сак. Помимо этих емкостей в триоде есть емкость Сас междусеткой и анодом.В лампе с накаленным катодом междуэлектродные емкостиизменяются вследствие влияния объемного заряда. Кривая рас­пределения потенциала наиболее сильно отклоняется от линей­ного закона между сеткой и катодом, где существует объемныйзаряд повышенной плотности.*На значения емкостей оказывают также влияние эффект тем пе­ратурного расширения электродов и их выводов, изменение д и э ле к ­трической проницаемости изоляторов й другие причины.

В с л е д ­ствие этого в горячей лампе изменяется главным образом ем костьСок. В усилительных триодах она на 30— 50 % больше ем костиСск в холодной лампе. «Горячие» емкости С ас и Сак мало о тл и ч а ­ются от «холодны х», так как распределение потенциала м еж д усеткой и анодом без большой погрешности можно считать линейным.Емкости Сск, Ca,¡ и Сас шунтируют в триоде соответствующиемеждуэлектродные промежутки (рис. 3-15). Так, емкость С скшунтирует входную цепь лампы и поэтому называется в х о д н о й .Емкость между анодом и катодом называется выходной , а ем костьСас — проходной емкостью лампы.Рис.

3-15.М еж ду­электродные емкостив триоде.Рис. 3-16. К р и п ая наибольш ей мощ ­ности, вы деляемой на аноде.Значения Свх, Свых и С11рох, приводимые в справочниках, я в л я ­ются суммой значений емкостей между самими электродами и ем­костей между их выводами.В диапазоне низких частот сопротивления этих емкостей оченьвелики и их шунтирующее действие пренебрежимо мало.

На высо­ких частотах емкостные сопротивления становятся соизмеримымис сопротивлениями входной и выходной цепей лампы и на частотахпорядка десятков и сотен мегагерц нарушают нормальную работутриода. Однако и на более низких частотах влияние меж дуэлектродных емкостей оказывается вредным. Так, например, емкостьСас, образующая нежелательную проводимость между выходоми входом лампы, при работе триода в усилительном режиме мож етпривести к самовозбуждению усилителя.Междуэлектродные емкости в триоде имеют весьма сущ ест­венную величину, от 2 до 15 пФ, а в мощных генераторных лам пахпревышают 30 пФ .Мощность, выделяемая на аноде триода, как и в диоде, опре­деляется выражением (2-31)Допустимое с точки зрения теплового режима работы лампызначение мощности Р а_ДОп указывается обычно в справочниках.Кривая допустимой мощности, построенная на семействе анодныххарактеристик триода (рис.

3-16), ограничивает область рабочихзначений токов и напряжений на электродах лампы.В мощных триодах д ля повышения допустимого значения Р аиспользуют обычно те же меры, что и в мощных диодах. •3-4. Р А Б О Т А Т Р И О Д А С Н А Г Р У З К О ЙВ АНОДНОЙ Ц Е П И »До сих пор мы рассматривали физические процессы в трехэлек­тродной лампе, считая, что изменение напряжения на каком-либоиз ее электродов не вызывает изменения напряжений на другихэлектродах и приводит лиш ь к изменению токов в лампе.

Такойрежим можно осуществить на практике, если цепи питания элект­родов ламп независимы, а источники э. д. с. и соединительныепровода обладают пренебрежимо малымсопротивлением.Включение нагрузки в анодную цепьтриода. При работе лампы в реальныхустройствах в цепи электродов лампыобычно включаются резисторы, катушкииндуктивности, колебательные контурыили другие элементы, называемые нагруз­кой.

Простейший пример включения на­грузочного резистора в анодную цепьтриода, работающего в качестве уси ли ­теля колебаний, иллюстрируется рис. 3-17.Рис. 3-17. Схема в к л ю ­чения н агрузк и в анод­Цепь накала для упрощения показананую цепь триода.двумя стрелками. В цепь сетки включенисточник постоянного напряжения Е с,плюс которого заземлен, а также генератор синусоидальных коле­баний ис, подлежащ их усилению. В анодной цепи лампы имеетсяисточник постоянного анодного напряжения Е а и включенныйпоследовательно с ним резистор нагрузки R a.Рассмотрим работу приведенной на рис.

3-17 схемы. Предпо­ложим сначала, что сопротивление анодной нагрузки R a = Ои, следовательно, напряжение между анодом и катодом триодаравно Е а. Постоянное отрицательное напряжение Е с, приложен­ное между сеткой и катодом триода и называемое напряжениемсмещения, определяет рабочую точку А на характеристике, при­веденной на рис. 3-18, а. Если к сетке лампы помимо напряжениясмещения прилож ить синусоидальное напряжение ис — U CM sincoi,то рабочая точка будет перемещаться по анодно-сеточной харак­теристике ( E a = const) между точками В и С, соответствующиминапряжениям на сетке Е с — U CM и Е с + U CM. Н а рис. 3-18, а и в1 Так ой режим в ли т ер а т ур е часто называют рабочим режимом.о&переменное напряжение, подводимое к сетке, изображено в видеотрезка синусоиды. Л и н и я , по которой перемещается рабочая точкав такт с изменением мгновенного напряжения на сетке, называетсят раекторией ра боч ей т очки.

На семействе анодных характеристиклампы (рис. 3-18-, а) она представляет собой отрезок В С прямой,параллельной оси ординат, так как при изменении йс напряжениена аноде остается постоянным и равным Е а. Анодный ток лампыизменяется в соответствии с ис по синусоидальному закону, какпоказано пунктиром на рис. 3-18, б.Таким образом, при В а = 0 подводимое к сетке переменноенапряжение вызывает синфазное с ним изменение анодного тока;напряжение же на аноде остается неизменным и равным напряже­нию батареи анодного питания.Рассмотрим далееслучай, когда сопротивление нагрузкив анодной цепи не равно нулю.

Метод анализа аналогичен исполь­зованному в диоде (§ 2-4). Согласно закону Кирхгофа для контура,обтекаемого анодным током (рис. 3-17),E a = U R + U a,(3-58)где U r = 1аВ — падение напряжения на резисторе; U a — па­дение напряжения меж ду анодом и катодом лампы.Предположим далее, что напряжение отрицательного смещенияЕ с на сетке остается прежним. Рабочая точка в рассматриваемомрежиме переместится на другую анодно-сеточную характеристику,соответствующую анодному напряжению U a — Е а — U R (точкаА ' на рис. 3-18, а ).

Падение напряжения на сопротивлении на­грузки, новое значение анодного тока /а0 и положение точки А 'на семействах характеристик можно определить, воспользовавшисьуравнением (3-58).Линия нагрузки. Перепишем уравнение (3-58) в видет _Ца. __ Ua.1&~ R a(3-59)Отсюда видно, что зависимость анодного тока от напряженияна аноде в рабочем режиме в координатах U a — /а изображаетсяпрямой линией с угловы м коэффициентом — 1/Ва.

Первый членв правой части (3-59) — величина постоянная, так как Е а == const и Л а = const. Прямую (3-59) легко построить, найдя от­резки, отсекаемые ею на координатных осях: при /а = О U a =— Е а, а при U a = 0 /а = E J B a. Знак минус перед угловым ко­эффициентом 1 /Ва определяет наклон прямой в сторону убываю­щих анодных напряжений. Прямая на рис. 3-18, в называется,линией нагрузки. Она является геометрическим местом точек,определяющих анодный ток при постоянных значениях Е а и В а.Напомним, что статические анодные характеристики лампы с л у ­жат геометрическим местом точек, также определяющих /а, нопри постоянных значениях U c и В а = 0 .Рабочая точка и значение анодного тока в анодной цени лампы,содержащей резистор i?a, определяются пересечением линии на­грузки с соответствующей анодной характеристикой, что по сутидела является графическим решением уравнения (3-59) совместнос уравнением статической анодной характеристики /а = /2 ( U a).Таким образом, в отсутствие переменного напряжения на сеткепри данных значениях отрицательного смещения Е с, напряженияанодной батареи Е а и анодной нагрузки R a рабочая точка лампынаходится на пересечении линии нагрузки со статической аноднойхарактеристикой, соответствующей — Е с = const (точка А ' нарис.