Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972) (1095872), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Таким образом, диод обладаег односторонней проводимостью, т. е. ток через него проходит только в одном на- 333 Ток накала !н (рис. 13-13) получается от батареи накала с напряжением порядка нескольких вольт или нескольких десятков вольт или от вторичной обмотки понижающего трансформатора. Накаленный катод излучает электроны. Для того чтобы эти. электроны попадали на анод, необхо- 4 димо ускоряющее электрическое поле между анодом и катодом. Для создания этого поля анод лампы соединяется Кп с положитеЛьным зажимом анодной батареи, а отрицательный зажим ее — с катодом лампы (рис.
13-13, а). Разность потенциалов между анодом и катодом лампы называется ! ир анодным напряжением (/,. ! Электроны, покидающие катод ! и достигающие анода, создают В ЦЕПИ аНОдНЫй ЛтОК 1а. ЕСЛИ РИС, 13-12. УСтрОйСтВО дИОда И анод лампы соединить с отри- его обозначение иа схемах. цательным зажимом батареи, а ее положительный зажим соединить с катодом лампы, т, е.
подвести к лампе обратное анодное напряжение (рис. Ц-13, б), то электрическое поле между анодом и катодом лампы для электронов, вылетающих из катода, будет правлении от анода к катоду, что означает движение электронов в обратном направлении, Устройства, обладающие односторонней проводимостью, называются э,зектричсскими вентилями. При отсутствии эмиссии (катод нс нагрет) и приложешюм вводном напряжении между электродами диода возникает электрическое поле. Допустим, ради упрощения, что электроды плоские и расположены параллельно друг другу.
В этом случае поле будет однородным. Так как потенциал оа катода принято считать равным пулю,то потснциалыточек этого поля от нуля на поверху ности катода (ф„= О) растут пропорционально расстоянию х от катода, достигая у авода и значсния, равного анодвому напряжению ф, =- (з',. Графически это показывает прямая й') 1 на рис. 13-14, а. веее е е ееве е в е е При накале катода и нали- ееее е в е чин эмиссии электронов они заКатэд полняют пространство между ркс. )зл4. )сркаме кзмекекак электродами и этим создают посекяиалоа л|ежду катодом а обвальный оязрицателоный заакоком в диоде (о).
Плотность объемного заряда между катуш- Рла. поле которого является кама я анодом (д). тормозящим для электронов, покидающих катод. Это поле, накладываясь па основное поле анода, снижает потенциал всех точек поля (кривая 2 на рис. 13-14, а). Распределение потенциалов в этом поле при неизменном анодном напряжении зависит от плотности объемного заряда в отдельных точках полз). Аподпый ток в любом сечении пути между катодом и анодом остается неизменным, а скорость электронов по мере приближения к аноду увеличивается, следовательно, концентрация электронов от наибольшей у катода уменьшается по мере приближения к аноду.
Это распределение концентрации электронов показано на рис. 13-14, б. У катода, где плотность объемного заряда наибольшая, происходит и наибольшее снижение потенциала. Объемный заряд и его влияние иа поле диода увеличиваются с увеличением тока эмиссии. Из кривой 2 (рнс. 13-14, а), дающей распределение потенциала результирующего поля, при относительно нсболь- 334 шой эмиссии видно, что для всех точек поля потенциалы положительны.
При увеличении тока накала до нормального и соответствующего увеличенйя эмиссии плотность объемного заряда возрастает и потенциалы точек результирующего поля вблизи катода становятся отрицательными (кривая д, рис. 13-14, а). Если потенциал поля по мере удаления от катода увеличивается, то каждый электрон, покинувший катод, попадая в ускоряющее поле, достигает анода, следовательно, анодный ток равен току эмиссии /, =!,. Такой режим работы лампыназывается режимом насыщения,аанадный ток — то к о'м н а с ы щ е н и я. Естественно, при этом режиме повышение анодного напряжения пе вызывает увеличения анодного тока, так как для этого необходимо увеличить эмиссию, которая зависит только от температуры катода. Если вследствие объемного заряда потенциалы точек в прилегающем к катоду слое отрицательны, т, е.
поле в этом слое для электронов, вылетающих из катода, замедляющее, то электроны задерживаются в нем и объемный заряд увеличивается. При этом часть электронов, покидающих катод с меньшими скоростями, возвращается обратно на катод, а другая часть, обладающая большими энергиями, пройдя тормозящее поле, достигает анода, так что анодный ток меньше тока эмиссии, т.
е. У, (1„Такой режим работы лампы называется режимом пространственного з а р я д а. При увеличении анодного напряжения, когда все точки поля имеют положительный потенциал, аподный ток достигает значения тока эмиссии и наступает режим насыщения. о) Характернстнкн н вараметрм днодов Зависимость анодного тока от анодного напряжения при неизменном напряжении накала, т. е.
1, = (((/,) при У„= сопз1, называется а н.о д н о й (или вольт-амперной)характеристикой д,иода.Схемадляснятия этой характеристики приведена на рис. 13-15. На рис, 13-16 сплошными линиями изображены две анодпые характеристики, снятые при различных напряжениях накала, При нулевом значении анодного напряжения У, — О через диод проходит незначительный ток тма называемый н а ч ал ь н ы м т о к о м д и од а, обусловленный теми вылетающими из катода электронами, кинетическая энергия которых достаточно велика для достижения анода, Для того чтобы уменьшить этот ток до нуля, необходимо создать между электродами некоторое тормозящее поле, подведя к лампе обратное анодное напряжение У„„порядка 1 В, называемое за пи р ающн м. С увеличением положительного анодного напряжения анодный ток сначала растет медленно„а затем рост тока убыстряется.
Это обьясняется тем, что с увеличением анод- ного напряжения уменьшается отрицательный объемный заряд, тормозящий движение электронов, н увеличивается напряженность ускоряющего анодного поля. Когда вводное ,/ Рис. 13-15. Стена соединения дия Рис. 13-16. Анодные харак- снятия характеристик диода. теристики диода. напряжение достигнет велнчнны, прн которой все покидающне катод электроны достигают анода, наступает режим насыщения т', = 1, н дальнейшее повышение напряженна по-разному влияет на анодный ток; у вольфрамового катода он практически не увеличивается, у барневого — увеличивается незначительно„у оксндного — более значительно. Завнснмс)сть анодного тока от анодното напряжения в пределах восходящей части анодной характеристики можно выразить формулой, носящей названне закона степени трех вторых: 113/2 (13-13) т.
е. анодный тох пропориионаяен анодному напряжению в степени трех вторых, где у — коэффициент пропорциональности, зависящий от формы н размеров электродов. Характернстнкн, полученные опытным путем, в пределах восходящей части проходят несколько ниже характернстккн, полученной расчетным путем по формуле (13-13). 336 Для приближенных расчетов иногда реачьную характеристику заменяют приближенной (рис. 13-17) в виде отрезков прямых (кусочпо-линейная аппроксимация).
П а р а м е т р а м и лампы называются величины, характеризующие основные свойства лампы. Параметрами диода являются: внутреннее сопротивление, крутизна характеристики, допустимая мощность, выделяемая на аноде, допустимое обратное напряжение. Сопротивлением диода при постоянном токе или статическим сопрот и в л е н и е м д и о д а называется отношение анодного Рис.
!3-13. Определеиие статического ' сопротивлекия диода. Рис. !3-17. Аподиая характеристика диода (сптриховая линия) и ее кусочно-линейная аппроксимация. напряжения к соответствующему анодному току, например для точки а (рис, 13-18) вольт-ампериой характеристики статическое сопротивление и'. Йа= Г ' 337 Из анодной характеристики диода видно, что для различных точек ее отношение У,/т'„т. е. статическое сопро7ивление диода, различно. Допустим, что кроме постоянного напряжения — постоянной слагающей напряжения У„, между анодом и катодом действует еще переменное напряжение — переменная слагающая напряжения с амплитудой ЬУ, На рнс.
13-19, б : показаны графики этой слагающей напряжения и суммарного цапряжения и„По этим графикам и вольт-амперной характеристике (рис. 13-19, а) диода построены графики Рис. 1ЗЛ9. Лнодная характеристика (а), график аиодного напряженна (б), график аиодиого гока (в). цнм сопротивлением менном токе,т.е. а(гв В= — ' ° а1а диода при пере (13-15) Дифференциальное сопротивление диода на разных участках характеристики имеет разные значения. Однако средняя часть характеристики диода почти прямолинейна, н поэтому на этой части ее дифференциальное сопротивление практически постоянно, Оно часто и применяется для характеристики лампы.
Из рис. 13-19 постоянная составляющая анодного напряжения (1„= 50 В, а соответствующая ей постоянная со- 333 постоянной составляющей тока 1гм переменной составляющей тока с амплитудой Л1, и суммарного пульсирующего тока 1, (рис. 13-19, а). Отношение приращения анодиого напряжения ЛУ, к соответствующему приращению анодного тока Л1, называется дифференциальным или внутрен- ставляющая анодного тока /,з = 40 мА, следовательно, статическое сопротивление диода )~о=(/ао//по=50/40.
10 а=1,25 ° 10а Ом=1,25 кОм, Из того же рис. 13-19 амплитуда переменной составляющей анодпого напряжения Л(/, .=- 20 В, а соответствующая ей амплитуда переменной составляющей анодного тока Л/, = 20 мА, следовательно, дифференциальное сопротивление диода Л(/ /Л/ 20/20 ° 10 з 10з Ом 1 кОм Статическое сопротивление диода И„всегда больше его дифференциального сопротивления Ль Отношение приращения аподного тока Л/, к соответствующему приращению аподного напряжения Л(/, (рис. 13 18) называется к р у т и з н о й х а р а к т е р истики 3 = Л/,/Л(/,. (13-16) Анодный ток измеряется в амперах или ьпьчлиамперах, а анодное напряжение — в вольтах, поэтому сопротивление измеряется в вольтах на ампер (В/А), а крутизна, как величина, обратная сопротивлению, в амперах на вольт (А/В) или (мА/В).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
