А.С. Белокопытов, К.С. Ржевкин, А.А. Белов, А.С. Логгинов, Ю.И. Кузнецов, И.В. Иванов - Основы радиофизики (1119801), страница 18
Текст из файла (страница 18)
г ским коэффициентом усиления в режиме холостого хода, когда сопротивление нагрузки в цепи Рнс. 4.5. Сеточное семейство ВАХ ваку- й ' Д < 1(т ,. Для триодов )О умного триода Из приведенных выше соотношений следует, что усилительные свойства триода обусловлены его геометрией, так как д = С„,/С = д„/д ЛО 1 (рис. 4.4). Зто значит, что при 17, = ьг, воздействие силовых линий поля сетки на электроны, испускаемые катодом, будет в 4 /о1„, раз сильнее поля анода. Отметим, что все приведенные выше параметры Я, Д;, Р зависят от положения рабочей точ- а ки на ВАХ.
Наиболее распространенными семействами ВАХ являются семейство сеточных характеристик 1, = /(1/,) при ьг, = сола! и семейство гг, 0 анодных характеристик 1, = /(Р,) при 17, = сола!, показанные соответственно на рис. 4.5 и 4.6. Для отрицательных смещений на сетке характер за- 61 аО а виснмости тока от напряжений на сетке и аноде хорошо согласуется с (4.3).
Для (1, > 0 закон 3/2 нарушается из-за заметного перераспределе- ЧО Га ния токов между анодом и сеткой. ВАХ на рис. 4.5 и 4.6 начинают анасышаться". Параметры серий- рнс. 4.6. Анодное семейство ВАХ вакуных приемно-усилительных триодов лежат в ин- умного триода тервале ! < Я < 50мА/В; 10' < В; < 10'Ом; 1О < )О < 102, Тетроды, пентоды Для улучшения частотных и усилительных характеристик триодов между управляюшей сеткой и анодом вводят еше две сетки — экранную и антидинатронную.
Не вдаваясь в детали физического механизма н конструктивные особенности многоэлектродных ламп, получивших название тетродов или пентодов, отметим лишь их наиболее существенные отличия от триодов. Введение экранной н антндинатронной сеток существенно меняет токораспределение между электродами лампы. В результате уменьшается степень воздействия аиодного напряжения на объемный заряд электронов у катода и анодный ток начинает слабо зависеть от анодного напряжения. Это, в свою очередь, влечет за собой резкое уменьшение проходной емкости С„(рис. 4.4) и, следовательно, С . В итоге результируюшая проницаемость оказывается равной произведению проницаемостей соответствующих сеток Р = Р, .
Р, . Р; и составляет < 1О '. Уменьшение проницаемости эквивалентно увеличению коэффициента усиления !О до величины !О' и дифференциального сопротивления до значения 11, !О'Ом. При этом крутизна Я остается того же порядка, что и у триодов. Поэтому сеточные ВАХ у пентода качественно совпадают с рис. 4.5 лля триодов, а семейство анолных ВАХ существенно отличается (рис.
4.7). Начальный "восхоляший' участок в интервале О < 17а < (го не используется в режиме усиления. 4.3. Газораз ядные прибо ы так как он связан с сильной нелинейной зависимостью анодного тока от напряжения на сетке. Его протяженность составляет примерно 30% от полного интервала рабочих напряжений на аноде. Область напряжений, где осуществляется линейное усиление, соответствует пологим участкам ВАХ. Здесь Гх; велико, и характеристики располагаются равномерно в соответствии с напряжением на управляющей сетке. га Е Я б) Рис. 4.7.
Анодное семейство ВАХ Рис. 4.8. Эквивалентные схемы выходной цепи злекпентода тронной лампы: а) с генератором напряжения; б) с ге- нератором тока Относительно выходной цепи эквивалентная схема лампы может быть представлена эквивалентным генератором напряжения сг„= )хи, (рис. 4.8,а) или тока з,„= Яи, (рис.4.8,б), где ц, — переменное напряжение входного сигнала на сетке лампы. Исходя из положений теории цепей эти схемы равноправны.
На низких частотах они обеспечивают максимальное выходное напряжение и,„„= )зц, в режиме холостого хода (Гг„» Л,) и максимальный ток ( = Яи„. в режиме короткого замыкания (В„~ В„) Частотный предел применимости приемно-усилительных ламп ограничен двумя физическими механизмами разной природы: временем пролета электронов 1„, и постоянной времени Л„С = т„где Гг„— сопротивление нагрузки. Среднее время пролета для электронных ламп лежит в интервале 10 " < 1„, < 1О 'с, а предельная частота 1„, = 1/2я1„, не превышает 10 ГГц.
Постоянная времени т, обычно оказывается больше, чем 1„„что делает этот диапазон более узким. Для усиления и генерации электромагнитных колебаний в СВЧ диапазоне в электро- вакуумных приборах используется метод группировки электронного потока. Принципы действия и особенности работы специальных ламп СВЧ диапазона изложены в гл. 1Х.
4.3. Газоразрядные приборы Газоразрядный прибор представляет собой стеклянный или металлокерамический баллон„заполненный газом, в котором в простейшем случае расположены два электрода — катод и анод (рис. 4.9). При наличии внешнего напряжения в межэлектродном промежутке происходит газовый разряд, приводящий к нелинейной зависимости о 14 между током и напряжением (рис. 4.10).
Стимулятором разряда могуг быть собственные свободные электроны, внешнее освещение, облучение заряженными частицами или термоэлектронная эмиссия из Р 49 разогретого катода. На рис. 4.10 в качестве независимой переменной выбран ток 1 через прибор, протекающий через ограничивающий резистор Я. В области 1 при изменении напряжения У, малый ток через прибор обусловлен только наличием собственных электронов и соответствует несамостоятельному разря-' ду.
Область 11 — начальная стадия самостоятельного разряда, или темновой разряд. 72 Глава 4. Нелинейные активные и пассивные элементы при котором за счет увеличения энергии свободные электроны начинают частично ионизировать газ. С ростом интенсивности ионнзации напряжение на приборе начинает падать (участок П1) и темновой разряд переходит в тлеющий разряд (участок ХУ). При этом газ начинает светиться за счет излучения энергии при переходе возбуждененных электронов на стационарнные уровни. Зтот этап характеризуется большим падением напряжения на катоде.
гу Дальнейшее увеличение тока связано с увеличением напряжения вблизи катода (участок У). В точке В напряжение становится столь значительным, что энергии ионов газа, ударяющихся в катод, оказывается достаточно для сильного разогрева катода. В результате за счет интенсивной эмиссии электронов из катода их суммарный заряд начинает компен- 0 4 сировать объемный заряд ионов и в межэлектродном промежутке образуется электронноРис.
4.10. ВАХ злектРического РазРЯла в газе ионная плазма. Зтот этап (область Р1) соответствует дуговому разряду. Он характеризуется большим током и малым падением напряжения между электродами. В результате потенциал зажигания (ионнзации) оказывается больше потенциала погасания (деионизации). Из большого числа газоразрядных приборов наибольшее распространение получили стабилитроны и газовые лазеры, использующие тлеющий разряд (область 1г ), а также тиратроны, работающие в режимах как тлеющего, так и дугового разряда (область У1).
Стабвлитревы (стабиловольты) предназначены для стабилизации напряжения источников питания в различных радиотехнических устройствах. Типовая схема включения стабилитрона показана на рис. 4.11. Параметры схемы выбираются так, чтобы при колебаниях входного напряжения Гг, и изменении сопротивления нагрузки Я„ток через стабилитрон не выходил за границы области 1~ < 1 < 1 (Рнс. 410).
Г(Р" этом Рис. 4!1. Принципиаль(Г, сопзг. ная схема включения стаТиратревы относятся к многоэлектродным газоразрядным билитрона приборам. Наличие управляющей сетки позволяет регулировать момент зажигания (образование дугового или тлеющего разряда). В качестве световых индикаторов используют маломощные тиратроны с тлеющим разрядом.
Напряжение зажигания в них зависит от тока сетки, которая управляет моментом зажигания и гашения разряда. В режиме самостоятельного дугового разряда работают ионные приборы — ртутные вентили и игнитроны (аналог тиратрона), используемые в схемах мощных выпрямителей. Газоразрядные приборы являются относительно низкочастотными, так как их инерционность обусловлена врелгенем деионизации газовой плазмы. Обычно это время превышает 10 ~с. 4.4. Полупроводниковые приборы Термин ггвлулроводнлковме объединяет чрезвычайно большой класс приборов, использующих свойства контактов (нлн переходов) между твердыми телами с различнымн электрофпзнческнмн характеристиками.
Поэтому нх часто называют приборами на твердом теле. В зависимости от свойств контактирующих тел физический принцип действия н функцнональныс возможности этих приборов существенно меняются. Так. если вакуумный зноз используют. хак правило. в качестве детектора нли выпрямителя. то 4.4. Полупроводниковые приборы 73 понятие "полупроводниковый диод" включает в себя не менее семи разновидностей, существенно различных как по принципу действия, так и по областям применения. В отличие от электровакуумных приборов, приборы на твердом теле могут обладать как электронной, так и дырочной проводимостью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
