И.П. Жеребцов - Основы электроники (1115520), страница 78
Текст из файла (страница 78)
При смене ламп из-за разброса их межэлектродных емкостей нарушается настройка контуров. Наиболее вредное влияние оказывает проходная емкость С, . Прежде всего, она нагружает источник колебаний. Емкостный ток 1 равен сумме емкостных 248 токов 1в,в и 1 „, протекающих через емкости С.» и С, 1в »к 1,к+ ув, . (18,54) Знак приближенного равенства стоит потому, что токи правильнее склацывать геометрически, а не арифметически.
Выразим каждый ток по закону Ома: укд-к = ~'в»О»С»-к и 1,. = (ава. О»С».д, (18.55) где У в — амплитуда напряжения между анодом и сеткой. Так как переменные напряжения сетки и анода (»', и У , сдвинуты по фазе на 180', то напряжение У вд равно их сумме: ~ва-д Пвд ( Пва) 1 в»+ 1 ва. (18.56) Вынесем в этом выражении за скобку Гвд.
Тогда получим д (' »П+ У /~ ) (' (1~ К)' (18.57) Отсюда следует 1.= Ув»~ОС»к+ Гвде»С.,(1+ К) = Увдеэ ûѻ.к + Са д (1 + К)1' (18'58) Выражение в квадратных скобках представляет собой входную рабочую емкость усилительного каскада с триодом: Скк дад = Сд.к + Са-д (1 + К) (18 59) В режиме без нагрузки К = 0 и входная емкость усилительного каскада С„„= С, + С, (18.60) А в рабочем режиме входная емкость значительно больше, чем в режиме без нагрузки. Например, если С,=5 пФ, С, =3 пФ и К=40, то в режиме без нагрузки С,„= 5 + 3 = 8 пФ, а в рабочем режиме С,„,к=5+3 (1+ + 40) = 5 + 123 = 128 пФ, т. е. в 16 раз больше. Второе вредное влияние емкости С, заключается в том, что через нее от источника колебаний проходит переменный ток в анодную цепь. Поэтому емкость С, и назвали проходной.
В некоторых схемах источник колебаний работает непрерывно, а лампа запирается на определенные промежутки времени. Но через емкость С, и при запертой лампе ток от источника ИК попадает в цепь нагрузки. Особенно неприятно третье вредное явление — обратная связь между анодной и сеточной цепями через емкость С, . Усиленные колебания через емкость С„пронияают из анодной цепи обратно в сеточную цепь. Переменный ток от лампы идет не только в цепь нагрузки, но через емкость С„также и в цепь сетки. Этот ток создает на участке сетка — катод напряжение обратной связи.
Можно сказать, что выходное напряжение на участке анод — катод приложено к делителю, состоящему из емкости С, и уча9тка сетка — катод. Часть выходного наприжении, приходящаяся на этот участок, является напряжением обратной связи. С повышением частоты сопротивление емкости С, уменьшается и обратная связь усиливается. Если обратная связь положительна, то она может привести к паразитной генерации колебаний и тогда нормальная работа каскада нарушится. Поэтому в усилителях радиочастоты используют не триоды, а тетроды или пентодьг, в которых устраняется вредное влияние проходной емкости (см.
гл. 19). 18.8. КАСКАДЫ С ОБЩЕЙ СЕТКОЙ И ОБЩИМ АНОДОМ Кроме усилительного каскада с общим катодом, имеющего широкое применение, используют каскады с общей сеткой и общим анодом. В усилительном каскаде с общей сеткой (рис. 18.17) усиление по току отсутствует (К; = 1), и поэтому К, = К. Недостаток схемы — низкое входное сопротивление, так как входным током является катодный.
Значение Км равно приблизительно 1/8. Например, если 5 = 5 мА/В, то Я,„т 1/5 = 0,2 кОм. Управляющая сетка одновременно работает как экранирующая. За счет ье-и сер а с„ Рис. 18.17. Усилительный каскад с обшей сеткой Рис. 18.18.
Усилительный каскад с общим анодом (католлый повторитель) этого емкость Сь„, играющая роль проходной, очень мала. Поэтому каскад с общей сеткой применяется на СВЧ. Каскад с общим анодом (рис. 18.18) иначе называется катодным повторителем, потому что нагрузка й, включена в провод катода, а выходное напряжение по значению и фазе практически совпадает с входным напряжением («повторяет» его). Усиления напряжения нет (К - 1), но есть значительное усиление тока, и поэтому К„-Кь Достоинства схемы — малая входная емкость, стабильное усиление и малые искажения.
Эти свойства объясняются сильной отрицательной обратной связью (Ка, = 1). Все выходное напряжение полностью передается на вход. Катодный повторитель особенно часто применяют при усилении импульсов, тах как он вносит мало искажений. 18.9. НЕДОСТАТКИ ТРИОДОВ Триоды имеют существенные недостатки. Во-первых, с ними невозможно получить одновременно высокий коэффициент усиления и «левую» анодно- 249 сеточную характеристику. Для того чтобы увеличить коэффициент р, надо построить триод с весьма густой сеткой, но тогда он будет запираться при малом отрицательном напряжении сетки.
Например, если р = 1000, то при (1, = 250 В запирающее напряжение сетки (1 „„= — (1,/р = — 250/1000 = — 0,25 В. (18.61) Тогда почти вся характеристика смещается вправо, в область .положительных сеточных напряжений и лампа может работать только с большими сеточными токами. Чтобы сдвинуть характеристику влево, надо увеличить анодное напряжение до недопустимых значений. Например, чтобы при р = 1000 запирающее напряжение составило — 5 В, необходимо иметь (/, = — р(2 „, = = — 1000 (-5) = 5000 В. Вследствие этого триоды делают с коэффициентом усиления не выше 100.
Для усиления мощных колебаний без искажений триоды должны иметь «левую» анодносеточную характеристику, т. е. малый коэффициент р. Второй недостаток триодов — сравнительно невысокое внутреннее сопротивление Яв В усилительных каскадах радиочастоты внутреннее сопротивление лампы, шунтируя анодный колебательный контур (см. рис.
18П2), ухудшает его резонансные свойства. Чем меньше сопротивление Кь тем сильнее оно шунтирует контур и' тем в большей степени ухудшается работа контура. Третий недостаток — сравнительно высокая проходная емкость С, . Ее вредное влияние было рассмотрено ранее.
18.10, ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПРИЕМНО-УСИЛИТЕЛЬНЫХ ТРИОДОВ Наибольшее распространение получили приемно-усилительные триоды малой мощности. Многие триоды применяются в усилителях низкой частоты, в генераторах, а также в усилителях радиочастоты, в которых устраненно вредное влияние проходной емкости (например, по схеме с общей сеткой). Широко применяются двойиыв триоды.
Особую группу представляют так называемые проходные триоды для работы в электронных стабилизаторах напряжения, имеющие малое внутреннее сопротивление, низкий коэффициент усиления, но высокую крутизну. Для электронных стабилизаторов выпускаются также высоковольтные триоды с очень малой крутизной и очень большими значениями р и Кв Много лет проводились работы по увеличению крутизны с целью улучшения усилительных качеств лампы и уменьшения искажений электрических импульсов, применяемых в телевидении, радиолокации, автоматике.
При этом уменьшали расстояние сетка — катод. Так как потенциальный барьер находится очень близко к катоду, то для эффективного управления злектрониым потоком надо сетку максимально приблизить к потенциальному барьеру. Улучшение технологии производства позволило довести расстояние сетка — катод до десятков микрометров и получить крутизну до нескольких десятков милли- ампер на вольт. 250 ГЛАВА ДЕВЯТНАДЦАТАЯ МНОГОЗЛЕКТРОДНЫЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЛАМПЫ 19.1. УСТРОЙСТВО И РАБОТА ТЕТРОДА Четырехэлектродные лампы, или тетроды, имеют вторую сетку, называемую экранируюи(ей или экранной и расположенную между управляющей сеткой н анодом.
Назначение экранирующей сетки — повышение коэффициента усиления р и внутреннего сопротивления Гсь а также уменьшение проходной емкости Сье Для величин, относящихся к зкранируюшей сетке, принят индекс д2, а к управляющей сетке, — д1. Если экранирующая сетка соединена с катодом, то она зкранирует катод и управляющую сетку от действия анода, «перехватывая» большую часть силовых линий электрического поля анода.
Ослабление поля анода экранируюшей сеткой учитывается проницаемостью этой сетки 1~э Часть силовых линий, проникших через экранирующую сетку, далее «перехватывается» управляющей сеткой. Ослабление поля управляющей сеткой зависит от ее проницаемости Вн Таким образом, сквозь обе сетки от анода к потенциальному барьеру около катода проникает ничтожная часть силовых линий. Она характеризуется произведением пронипаемостей сеток, которое называется пронинаемостью тетрода В: ~~г г' (19.1) Величина )3 показывает, какую долю воздействия напряжения управляющей сетки на катодный ток составляет воздействие напряжения анода.
Например, если Р = 0,01, это означает, что изменение анодного напряжения на 1 В влияет в 100 раз меньше, нежели такое же изменение сеточного напряжения. Приближенно проницаемость - величина, обратная коэффициенту усиления: р - 1/11 = 1/()3,)уг). (19.2) Если через экранирующую сетку проникает 2;~ всех электрических силовых линий, выходящих из анода, а управляющая сетка пропускает 10/ из этих двух процентов, то до катода дойдет лишь 0,2/ всех силовых линий.
Действие анода на потенциальный барьер у катода ослабляется в 500 раэ, т. е. коэффициент усиления лампы приближенно равен 500. Коэффициент усиления тетрода может составлять несколько сотен. Внутреннее сопротивление также достигает сотен килоом. Итак, с помощью двух сеток повышается коэффициент усиления и внутреннее сопротивление.
Рассмотрим действующее напряжение тетрода. Совместное действие напряжений анода, зкранируюшей и управляющей сетки заменяется влиянием действующего напряжения (1„ приложенного к аноду эквивалентного диода, если этот анод поставить на место управляющей сетки: 11 11 г + 11, 11 г + 1),Рг(1,. (19.3) Формула эта показывает, что действие зкранируюшей сетки ослабляется только управляющей сеткой (П г умножается на 11,)„а действие анода ослаблено обеими сетками ((1, умножается на )згггг). Теперь можно выразить закон степени трех вторых для тетрода: (1з~г где коэффициент д зависит от геометрических размеров электродов. Катодный ток в тетроде является суммой всех токов: = 1» + (ег + (ег.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
