электровакуум.приборы (1084498), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Резулътирующее поле у поверхности катода определяется полями сетки и анода. Управляющее действие сетки основано на изменении электрического поля у поверхности катода, от значения которого зависит анодный ток лампы. Одна из схем включения триода показана на рис. 7.1. Для понимания физических процессов в трехзпектродной лампе рассмотрим электрическое поле и распределение потенциала в межцуэлектродном промежутке. Для простоты будем считать катод и анод плоско- параллельными пластинами, между которыми помещена сетка в виде параллельных этим пластинам стержней (витков) (рис.
7.2) . На рис. 7,3 показаны эквипотенциальные линии и графики распре. деления потенциала между электродами при различных напряжениях на сетке и постоянном анодном напряжении триода. Катод триода будем считать '*холодным*', поэтому пространственный заряд в между- 82 Рис. 7 Л. Одна из схем включения триода Рис. 7.2. Схематическое изображение плоской системы электродов триода: 1 — катод; 2 — сетка; 3 — анод электродном пространстве отсутствует.
Графики на рисунке показывают распределение потенпиалов в сечении 1 — 1, проходящем от катода к аноду через витки сетки, и в сечении 2 — 2, проходящем в середине между витками. При значительном отрицательном напряжении на сетке потенциал всего пространства у поверхности катода отрицательный .(рис. 7.3, а) . Области отрицательных потенциалов относительно катода заштрихованы на рисунке. Если не учитывать начальные скорости, то электроны, вышедшие из катода, не могут преодолеть тормозящее поле. Анодный ток в этом случае равен нулю — лампа заперта. Картина поля на рис. 7.3, б соответствует напряжению на сетке, при котором потенциал у катода в сечении 2 — 2 становится положительным.
Электроны с точек поверхности катода, которые лежат в этом сечении, могут попасть на анод. Напряжение сетки или анода, превышение которого вызывает появление анодного тока, носит название напряжения эапирания. Очевидно„что при меньших напряжениях на указанных электродах ток в лампе отсутствует. Дальнейшее повышение потенциала сетки приводит к росту размеров тех участков катода, поле перед которыми ускоряющее (рис.
7.3, в) . В этом случае анодный ток образуется только за счет электронов, вышедших с отдельных участков катода (островков), расположенных между витками сетки. Размеры островков зависят от значения сеточного напряжения. Это явление называется островковым эффектом. При некотором потенциале сетки в формировании анодного тока участвует уже вся поверхность катода.
Потенциал пространства у поверхности всего катода положительный (рис. 7.3, г). Если потенциал сетки совпадает с потенциалом пространства между ее витками, картина поля становится такой же, как в диоде с "холодным" катодом (рис. 7,3, д) . Сетка в этом случае не влияет на картину поля. На рис.
7.3,е показана картина поля при большом положительном напряжении сетки. 83 огосо во во 1оо -б о го 11 бо во ьоо Рис. 7.4. Триод и аквивапентныа ему диод О 2090 бо ВО 100 0 20 Со бо бо 11О ~к 1а + йс. и а Са,к (1а 1т,с Сс,к((с 85 Рис. 7.3. Зквипотендиапьные пинии и графики распределения потенпиача в плоском триоде по виткам сетки в сечении 1-1 (кривые 1) и между витками в сечении 2-2 (кривые 2) В реальном триоде с накаленным катодом электрическое поле определяется как напряжениями сетки и анода, так и объемным зарядом электронов в междуэлектродном промежутке. В режиме насьпцения 84 от катода отбираются все электроны и катодный ток практически не зависит от значения напряжения на сетке, если не принимать во внимание эффект Шопки.
Поэтому эффективное управление анодным током возможно только в режиме объемного заряда, т. е. при наличии минимума потенциала у поверхности катода. Именно глубину этого минимума регулирует напряжение на управляющем электроде — сетке. Следует обратить внимание на то, что режим объемного заряда триода сохраняется и до определенного положительного напряжения сетки. При положительном напряжении сетки часть электронов из объемного заряда попадает на ее витки, образуя сеточный ток.
Однако площадь вцтков сетки существенно меньше площади межвиткового пространства, поэтому большая часть электронов проходит на анод триода. Анодный ток триода, как правило, значительно больше сеточного, Таким образом, в общем случае в триоде существуют три тока: катодный, анодный и сеточный (рис, 7.1) При отрицательном потенциале сетки ее ток практически равен нулю и 1к 1,.
Чтобы определить катодный ток триода, можно воспользоваться законом степени трех вторых, полученным для диода. Для этого триод представляют в виде эквивалентного диода. Сплошной анод эквивалентного диода расположен в плоскости сетки триода (рис, 7,4). Анодное напряжение эквивалентного диода, при котором его анодный ток равен катодному току триода, называется действующим напряжением. Другими словами, действующее напряжение анода эквивалентного диода воздействует на прикатодную область так же, как совместно воздействуют поля анода и сетки триода.
Выразив зто напряжение через напряжения анода и сетки триода, можно рассчитать катодный ток триода. В связи с тем, что токи реального триода и эквивалентного диода равны, будут равны в этих лампах и напряженности полей у поверх. ности катода. Заряды, наводимые на катоде анодом и сеткой триода, будут соответственно равны где С, — емкость межпу анодом и катодом триода; С,,к — емкость между сеткой и катодом триода (рис, 7.4), Суммарный заряд на катоде триода ч ч +ч С, иа+С, Заряд, наводимый на катоде анодом эквивалентного диода, и =Сил, С вЂ” емкость межДУ аноДом и катоДом эквивалентного ДиоДа; ид— действующее напряжение.
Заряды на катодах триода и эквивалентного диода должны быть равны 4 = с1, тогда д г' сид = с, ки, + с, к и,. Откуда и, = (с„ни, + с„„и,)/с. Плошадь анода эквивалентного диода больше поверхности витков сетки, поэтому С > С,,к. Дпя упрощения получаемого выражения можно считать С Сск+ Са,к ° Тогда Сс, ис с Са,к па и = С,к+ Са,к триода может быть записан в виде +1 С иэ1г нли 1к = С7'(и + Ри,)з/г (7.3) Дпя плоской системы электродов по аналогии с выражением (6.6) С' = г,ЗЗ 1О-а П„,ф/ '„„, (7.4) где хс „. — расстояние между катодом и сеткой триода, равное расстоянию между катодом и анодом эквивалентного диода; П,,ф — эффективная поверхность анода эквивалентного диода — сплошного электрода, находящегося на месте сетки триода.
Для цилиндрической системы электродов согласно выражению (6.7) С = 233 '10 Пс,аф/(гс 13 ) (7.5) где г, — радиус сетки; П,,ф — площадь поверхности сплошного цилиндра, находящегося на месте сетки триода, П,,ф = 2ягс1; 1 — длина системы электродов; 11 — функция отношения радиуса сетки к радиусу катода. 7.2.
СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАИЕТРЫ ТРИОДА Разделив числитель и знаменатель на С, к и обозначив отношение Са,к/Сс,к Р, получим и, = (и, + Ри,)/(1+ Р) . (7.1) Величина Р называется лронииаемостью сетки, она показьвает, насколько слабее воздействие потенциала анода на поле перед катодом по сравнению с воздействием потенциала сетки.
Чем гуще намотаны витки сетки и чем ближе она расположена к катоду, тем сильнее ска. зывается ее экранирующее действие, т. е. тем меньше проницаемость сетки. Проницаемость сетки для большинства триодов значительно меньшеединицы,поэтомув знаменателе (7.1) величиной Р можно пренебречь. В результате получается простое выражение для действующего напряжения (7.2) и =и,+Ри,.
Зная значение действующего напряжения, можно рассчитать токи в триоде. По определению эквивалентного диода его аподный ток равен катодному току триода, поэтому закон степени трех вторых для 86 Катодный, анодный и сеточный токи триода, как следует из выражения (7.3), определяются значениями напряжений на аноде и сетке лампы. Напряжение накала будем считать постоянным, поэтому 1„=ни;, и); 1,=1(и, и); 1,=/(и,; и). Иэ возможных характеристик триода в основном представляют интерес следующие характеристики: 1) анодно сеточная 1, =/'(ис) при и, = сопят; 2) аНОДНаЯ 1, = /'(иа) ПРИ ис = СОПат; 3) сеточная 1с =/'(ис) при и, = сопят; 4) сеточно.анодная 1, =/'(и,) при и, = сонэк Каждая из указанных характеристик является зависимостью тока анода или сетки от напряжения на одном из электродов относительно катода при постоянстве напряжения на другом электроде.
Статические характеристики триода при отрицательных напряжениях на сепсе. Ранее было отмечено, что при отрицательных напряжениях на сетке сеточный ток очень мал и 1к са 1,. Поэтому в данном случае представляют интерес две характеристики триода: анодносеточная и анодная. Согласно закону степени трех вторых анодный ток 87 16 та, -и,,В -С -2 а В ср ВО Зтв а„а Рис. 7.5. Семейство анодно-сеточных характеристик триода 6Н18Б рис. 7.6. Семейство анодиых характеристик триода 6Н18Б можно найти из выражения 1 = С'((1 + р(7)з/2, (7.6) При различных постоянных напряжениях анода зта зависимость будет описывать семейство анодно сеточных характеристик триода, На рис. 7.5 приведено семейство анодно.сеточных характеристик сверхминиатюрного двойного триода 6Н18Б, Зацираюшее напряжение сетки можно найти из выражения (7.6), приняв в нем 1, = 0; (7.7) ('с,зан р 'а.
При увеличении напряжения анода анодно сеточная характеристика будет сдвигаться влево, при уменьшении — вправо. Таким образом, напряжение запирания триода зависит от анодного напряжения и проницаемости сетки, причем повышение густоты сетки привоцнт к сдвигу характеристик вправо. Кривые для разных анодных напряжений одинаковы по форме, как следует из (7.6), но сдвинуты по оси абсцисс на д('с р "('а. Приведенные на рисунке анодносеточные характеристики триода несколько отличаются от теоретических характеристик, описываемых законом степени трех вторых. Ряд причин, приводящих к опслонению реальных характеристик от теоретических, рассмотрен в 8 6.2 применительно к двухзлектродной лампе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
