электровакуум.приборы (1084498), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Для увеличения коэффициента токараспределения используется пониженное напряжение на экранирующей сетке, при этом не должны существенно ухудшаться другие параметры пампы. 128 $-6353 129 Рнс. 10.1. Характеристики компонент сеточного тока цри,отрицательных нааря- жениях сетки от сетки недостающие электроны, тем самым создавая ионный ток сетки (кривая 4) . Весомый вклад в обратный сеточный ток дает термозлектронная эмиссия сетки, нагретой излучением с катода. Кроме того, излучение катода и излучение, проходящее через прозрачный баллон снаружи, вызывают фотоэлектронную эмиссию сетки. Ток термо- и фотоэлектронной эмиссий практически не зависит от напряжения сетки (кривая 5) .
Результирующий ток сетки при уменьшении на ней отрицательного напряжения меняет направление (кривая 6). Сеточньй ток определяет входное сопротивление лампы. Обратный сеточный ток приемно-усилительных ламп составляет 10 т — 10 е А. Для измерения сверхмалых токов (около 10'е — 10 то А) используются устройства, содержащие электрометрические лампы. С помощью этих ламп измеряют напряжения, возникающие на высокоомном активном сопротивлении при протекании измеряемого тока. Сеточный ток электрометрических ламп должен быть значительно меньше измеряемого, поэтому при разработке и эксплуатации таких ламп принимают ряд мер, позволяющих снизить ток сетки. Резкое уменьшение прямого тока происходит при использовании отрицательного напряжения смещения порядка — (2 + 3) В.
Токи утечки снижаются за счет конструктивных мер, применения высококачественных изоляционных материалов и уменьшения рабочих напряжений. Для уменьшения токов термо- и фотоэлектронной эмиссии уменьшают температуру катода, экра- пируют электроды от внешних излучений и увеличивают работу выхода материала сетки путем покрытия ее золотом. Для повышения эффективности цепи подогревателя при пониженном напряжении накала в ряде электрометрических ламп используют катоды прямого накала. Устранение ионного тока обеспечивается снижением анодного напряжения до 5-6 В, при этом ионизация молекул остаточных газов отсутствует.
При столь низких анодных напряжениях крутизна анодносеточной характеристики и ток анода имеют очень малые значения. Чтобы улучшить зтн параметры, в некоторых электрометрических лампах используется катодная сетка, на которую подается небольшое положительное напряжение 2-4 В. В результате повышается действующий потенциал в области управляющей сетки и глубина мини. мума потенциала уменьшается. Крутизна анодно.сеточной характеристики злектрометрических ламп лежит в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен микроампер на вольт.
10.3. ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ, ДОЛГОВЕЧНОСТИ И ЭКОНОМИЧНОСТИ Кроме ранее рассмотренных параметров электронных ламп, существует еше ряд дополнительных параметров, характеризующих свойства приборов при эксплуатации. Механические параметры электронных ламп характеризуют устойчивость прибора к внешним механическим воздействиям, которыми являются вибрации с различной частотой и ускорением, однократные и многократные удары. Механические воздействия вызьвают в лампах изменения междуэлектродных расстояний, что приводит к нежелательной модуляции анодного тока и появлению на нагрузке напряжения виброшумов. Удары ламп могут привести к разрушению связей между деталями и их деформации.
Особенно опасны ударье для мощных ламп, имеющих значительные массу и размеры деталей. Поэтому в справочниках приводится напряжение виброшумов и допустимое ускорение при многократных или одюкратных ударах. Климатические параметры показывают устойчивость электронных ламп к изменению температуры, атмосферного давления и влажности, Па работу ламп особенно влияет повышение температуры окружающей среды, так как при этом возрастает температура электродов ламп. Увеличение температуры катода приводит к изменению электрических параметров лампы и сокращению срока службы катодного узла.
Повышение температуры анода и сеток может привести к нарушению теплового баланса этих электродов (см. й 5.4) . Снижение атмосферного давления ухудшает теплообмен с окружающей средой, что может вызвать чрезмерное повышение температуры баллона. Кроме того, при уменьшении давления и повышении влажности может снизиться пробивное напряжение между выводами электро- а~~в а1 Яй~ га Э= Я Р 1нбн + 1егуз + 1еэтгеэ 131 дов. Допустимый интервал температур окружающей среды, максимальная температура баллона, влажность приводятся в предельных эксплуатационных данных на каждый тип лампы.
Долговечность электронных ламп — это минимальное время работы прибора, при котором он сохраняет работоспособность, а основные параметры не изменяются больше заданных значений. Требуемая от ламп долговечность определяется назначением и условиямн работы устройств, в которых применяются эти лампы. Долговечность указывается в часах. 1йгдажносгь лампы — способность выполнять заданные функции и сохранять параметры в указанных пределах в определенных условиях эксплуатации в течение заданного времени.
Надежность оценивается по интенсивности отказов (в процентах) эа определенное время работы, Наиболее распространенными причинами отказов ламп при эксплуатации являются короткие замыкания мемеду электродами, перегора. ние подогревателя, нарушение герметичности баллона, возрастание токов управляющей сепси н т. д. Экономичность электронных ламп принято оценивать отношением крутизны анодно-сеточной характеристики к полной мощности, потребляемой лампой от источников питания, Для работы в сложных эксплуатационных условиях разработаны специальные серии электронных ламп повьппенной надежности и долговечности. Как следует из причин отказов, надежность и долговечность в основном определяется устойчивостью ламп к механическим и климатическим воздействиям, а также качеством применяемых материалов и уровнем технологии производства.
Для повышения надежности разработанных типов ламп в их конструкцию были внесены усовершенствования, в результате чего возросла механическая прочность арматуры. Применение исходных материалов высокой степени чистоты позволило увеличить срок службы приборов. В результате этих мер у ряда типов ламп появился аналог повышенной долговечности и надежности.
Представляют интерес сверхминиатюрные металлокерамические лампы, обладающие устойчивостью к воздействию вибраций, ударов и повышенных температур, так называемые нуеисгоры. Эти лампы имеют низкий уровень шумов и весьма экономичны. Нувнсторы имеют цилиндрическую систему электродов, которая монтируется на керамической плате — ножке с помощью конических фланцев (рис. 10.2) . Жесткое закрепление электродов дало возможность уменьшить междуэлектродные расстояния, что позволило получить достаточно высг~- кую крутизну при неболыинх напряжениях на электродах. Малые раэ. 130 Рнс.
10.2. Конструкция триода-нувистора: 1 — катод; 2 — сетка; 3 — анод; 4 — металлический баллон Рис. 10.3. Схематическое изображение поперечного сечения стержневого пентода: 1 — анод; 2 — стержни, зкранируюшие от внешних полеа1 3 — юпицинатронные стержни; 4 — зкренируюпже стержни; 5 — упренляюшие стержни; 6 — катод меры и одностороннее крепление катода требуют меньшую мощность для его нагрева.
Отсутствие слюды и замена стекла керамикой и металлом повышает устойчивость лампы к воздействию повышенных температур. Нувисторы выдерживают одиночные удары с ускорением 100ОК, имеют напряжение виброшумов в несколько раз меньшее, чем другие лампы. Диапазон температур окружающей среды от — б0 до +200 'С. Конструкция нувисторов позволяет полностью автоматизировать процесс производства ламп. Высокой экономичностью и устойчивостью к внешним механическим воздействиям отличаются стержневые лампы. Использование катода прямого накала позволило резко снизить мощность на нагрев катода Управление током, зкранирование поля анода и подавление динатронного эффекта в таких лампах осуществляются электродами в виде стержней, выполняющих роль соответствующих сеток обычных Ламп.
Поперечное сечение стержневого пентода приведено на рис. 10.3. Там же показаны эквипотенциальные линии электрического поля. Рис. 10.4. ПпанариьНГ вариант вакуумной интегральной схемы: 1 — подложка; 2 — катод; 3 — сетка; 4 — анод Рис. 10.5. Объемный вариан вакуумной интегральной схемы на двух подножках: 1 — анод; 2 — попдожка; 3 — подогреватель; 4 — катоды; 5 — сетки управление катодным током с помощью стержней 5 основано не только на изменении глубины минимума потенциала у поверхности катода, но и на изменении рабочей поверхности катода, электроны с которой составляют катодный ток.
Поэтому выражение, описывающее зависимость катодного тока от действующего напряжения в стержневых лампах, отличается от закона степени трех вторых. Электростатическая линза, образующаяся в прикатодгой области при отрицательном напряжении управляющих стержней 5, фокусирует электронный по. ток, что приводит к возрастанию коэффициента токораспределения, доходящего в режиме прямого перехвата до 0,98. Снижение бесполезного тока экранируюших стержней 4 повышает экономичность лампы. Номинальное напряжение анода и экраннруюших стержней сетки стержневых ламп в несколько раэ меньше, чем у ламп обьршой конструкции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
