Петров К.С. Радиоматериалы и радиокомпоненты (2003) (1152094), страница 86
Текст из файла (страница 86)
10.9 10.4. Дифференциальные параметры В электровакуумных приборах к„1и = г(и„аи), поэтому приращения токов и на- пряжений определяются соотношениями Й„= унЫи„+ у„Ни„ Й, = у„дии + уг2Ии,. (10.29) (10.30) нсю "~)нг2. (10.28) Типичное семейство выходных характеристик пентода показано на рис. 10.9, б.
На этом же рисунке показана зависимость токов 1, и 1, от и, при ии = О. В области малых напряжений и. существует режим возврата, в котором значение тока 1„ меньше значения тока, рассчитанного по закону степени трех вторых из-за возврата электронов в околокатодную область и повышения потенциального барьера ~<р ~. При и, = 0 ток 1„= 1,ь а ток 1, = О. По мере роста и, уменьшается число электронов, возвращающихся в околокатодную область, поэтому увеличивается ток („и резко возРастает ток („ оДновРеменно Резко УменьшаетсЯ ток 1м, В области Режима перехвата ток („ постоянен, ток 1, несколько возрастает за счет роста коэффициента а, а ток 1„незначительно уменьшается. В тетродах за счет динатронного эффекта в области режима перехвата на выходных характеристиках появляются впадины, а на характеристиках тока 1„— горбы.
В лучевых тетродах горбы и впадины на выходных характеристиках отсутствуют, и переход от режима возврата к режиму перехвата наступает при более низком напряжении и„, чем в пентоде. 10.5. !1рнмененне электронных ламп Дифференциальными параметрами являются: =д' = 12 у!! = —" = Я, — крутизна сеточной характеристики; д„ д у„= —" = 5,, — крутизна сеточно-анодной характеристики; на 31, 11 у!! = — ' = 3 — крутизна анодно-сеточной характеристики; дан Яи + — Ни =О. 1 с! й в Откуда — — з-= Щ.
!1нс! (10.31) Введем обозначение: Ы~ р ы — —.ВНи„' (10.32) Используя это обозначение, получаем: р=Ж. (10.33) Знак «-» в соотношении (10.32) учитывает то обстоятельство, что для обеспечения постоянства тока !, необходимо при увеличении и„уменьшать и,. Крутизна анодно-сеточной характеристики Я лежит в пределах от единиц до 20 мА/В. Коэффициент усиления )г для триодов составляет несколько десятков, для пентодов — несколько тысяч, а для тетродов — несколько сотен. Внутреннее сопротивление Я, составляет для триодов несколько единиц или десятков килоом, для тетродов — сотни кнлоом, а для пентодов — несколько мегаом. 10.5.
Применение электронных ламп Триоды, тетроды и пентоды, так же как транзисторы, находят применение для различных преобразований электрических сигналов, в частности для усиления электрических сигналов. Типичная схема усилителя напряжения на пентоде д!а 1з у!! = — ' 6! — выходная проводимость, которая является величиной, обратдмн ной внутреннему сопротивлению лампы Я,. Для сравнения влияния первой сетки и анода на анодный ток используется дополнительныйй параметр р — статический коэффициент усиления, получаемый из (10.30) при !1ю, = 0: Глава 10.
В ная эле ника показана на рис. 10.10. Постоянные напряжения на анод и экранируюшую сетку подаются от источника питания Е„„через резисторы А, и К„соответственно. Между управляющей сеткой и катодом действует отрицательное напряжение, называемое напряжением смвя1гяия. Оно получается за счет падения напряжения на резисторе Я„, создаваемого протекающим по нему постоянным катодным током. В этом случае катод приобретает положительный потенциал относительно корпуса, а сетка при пренебрежении падением напряжения на резисторе К,о создаваемым током первой сетки, имеет нулевой потенциал. В результате сетка приобретает отрицательный потенциал относительно катода, Пие. 10.10 Переменное входное напряжение подается на управляющую сетку через конденсатор Сон за счет чего изменяется катодный ток, а также токи 1„и 1,. Переменное напряжение, получаемое на резисторе К„оказывается во много раз больше напряжения, подаваемого на управляющую сетку.
Для того чтобы при изменении тока 1„не менялось напряжение на экранирующей сетке, она заблокирована конденсатором Сеа а для того чтобы не менялся потенциал катода, резистор К„зашунтирован конденсатором С„. Расчет усилительных свойств схемы ведется так же, как и транзисторного усилителя, то есть определяются положение исходной рабочей точки на семействе выходных характеристик и амплитуды токов и напряжений.
При аналитическом расчете используют соотношения (10.29) и (10.30), в которых приращения токов и напряжений заменяют соответствующими амплитудами. Довольно часто для расчета усилительных свойств применяют эквивалентные схемы электронных приборов, в частности, на рис. 10.11 показана эквивалентная схема пентода, где 1з А = 1/Я, — входное сопротивление; С = С„„ + С„м + С„м — входная емкость; С„, = Сом — проходная емкость; С1 Я; — выходное сопротивление; гз С = С,„+ Сг,з+ С, „— выходная емкостгя 465 10.6. Особенности мощных электронных ламп О 50 — генератор тока, учитывающий влияние входного напряжения иа выход- ной ток; О 5,,У,„„— генератор тока, учитывающий влияние выходного напряжения иа входной ток.
рис. 1о.т т 10.6. Особенности мощных электронных ламп В настоящее время электронные лампы применяют только для усиления и генерирования электрических колебаний большой мощности, достигающей сотен киловатт, поэтому оии работают при высоких аиодиых напряжениях (до 10 кВ) и больших аиодиых токах (до сотен ампер). По назначению мощные лампы делят иа геператорные и модуллторпые. Генераторные лампы предназначены для усиления и генерирования колебаний высокой частоты, Нагрузкой геиераториых ламп является колебательиый контур, синусоидальиое напряжение иа котором определяется первой гармоникой импульса аиодиого тока и резонансным сопротивлением колебательного контура. Как правило, такие лампы имеют аиодио-сеточиые характеристики, сдвинутые в область положительных напряжений иа управляющей сетке, то есть работают с большими сеточными токами с заходом в область режима возврата электронов.
Мойгллторпые лампы преднаэиачеиы для усиления низкочастотных колебаний, модулирующих колебания высокой частоты. Оии должны обеспечивать неискаженное усиление сигналов, поэтому работают в области отрицательных напряжений иа сетке. По сравнению с геиераториыми лампами модуляториые лампы имеют редкую управляющую сетку. Работа мощных ламп связана с разогревом электродов этих ламп и необходимостью их принудительного охлаждения. В зависимости от способа отвода тепла различают воздушное, водяное и испарительное охлаждение. Воздушное охлаждение применяют в лампах мощностью до 100 кВт, В таких лампах анод выполняется из меди и конструктивно объединяется со стеклянным или керамическим баллоном. Для увеличения теплоотвода наружную поверхность анода делают ребристой.
Лампу помещают в герметизироваииый объем, через который с помощью вентилятора принудительно прогоняют очищенный воздух. 466 Глава 10. Вакуумная электроника Расход воздуха составляет от 0,8 до 2,7 м'/мин в зависимости от величины отводной мощности. Возг~шное охлаждение позволяет снизить температуру анода до 250 'С. Водяное и испарительное охлаждение применяют в лампах мощностью свыше 100 кВт. Такие лампы имеют медный анод, спаянный со стеклянным баллоном. Лампу помещают в специальный бак, через который пропускают воду.
Расход воды составляет от 2 до 4 л/мин на 1 кВт мощности, В лампах с испарительным охлаждением на внешней поверхности анода имеются конические зубцы. Во впадинах между зубцами температура наибольшая, поэтому попадающая туда вода превращается в пузырьки пара, которые затем выбрасываются из углублений, в результате увеличивается отбор тепла от анода и повышается экономичность, то есть уменьшается расход воды, который составляет около 0,05 л/мин на 1 кВт мощности. Водяное охлаждение позволяет понизить температуру анода до 120 'С. В некоторых лампах для уменьшения тока управляющей сетки применяют бипотенциальные катоды. Поверхность таких катодов состоит из чередующихся эмитирующих и незмитирующих участков.
Проволоки сетки располагают над незмитирующими участками. Между эмитирующими и неэмитирующими участками существует контактная разность потенциалов, благодаря чему формируются пучки электронов, перемещающиеся через просветы между проволоками сетки. Для уменьшения тока зкранирующей сетки ее проволоки размещают за проволоками управляющей сетки. Для работы в диапазоне УКВ и ДЦВ разработаны мощные лампы с дисковыми коаксиальными выводами, обладающими минимальной собственной индуктивностью. Дисковые выводы позволяют легко соединять лампу с элементами объемных резонаторов. В мощных радиопередатчиках находят применение разборные лампы, позволяющие заменять отдельные детали и тем самым увеличивать срок службы дорогостоящих мощных ламп.
Работа происходит при непрерывной откачке воздуха из баллона. 10.'У. Особенности работы ламп на СВЧ На СВЧ время пролета электронов соизмеримо с периодом электрических колебаний, управляющих электронным потоком. Поэтому пролет электронов происходит в условиях изменяющегося электрического поля. Такой режим работы называют динамическим. Для учета влияния времени пролета электронов на токи электродов применяют понятие наведенного тока. Рассмотрим систему из двух плоских электродов, между которыми перемещается со скоростью о тонкий электронный слой с общим зарядом -г7 (рис. 10.12). Вследствие явления электростатической индукции на электродах наводятся положительные заРЯды д, и гуэ сУмма котоРых Равна отРицательномУ заРЯдУ электронов в электронном слое: (10.34) 10.7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
