Электротехника и электроника (стр. 2 )

К многосеточным лампам относятся: тетроды – с двумя сетками, пентоды – с тремя сетками, гексоды – с четырьмя сетками, гептоды – с пятью сетками и октоды – с шестью сетками. Наи­большее распространение получили тетроды и пентоды.

У тетродов одна из сеток называется управляющей и имеет отрицательное напряжение. Дру­гая сетка располагается либо между управляющей и анодом или между управляющей и катодом. В первом случае такая сетка называется экранирующей, во втором – катодной.

Условное графическое обозначение электровакуумных тетродов приведено на рис. 3.

В тетродах с экранирующей сеткой ток катода распределяется между экранирующей сеткой и анодом. Основным преимуществом такого тетрода является снижение емкости между анодом и управляющей сеткой. Экранирующая сетка снижает эту емкость до долей пикофарады и уменьшает проницаемость анода.

Однако близость экранирующей сетки к аноду имеет недостаток, заключающийся в том, что при низком напряжении на аноде проявляется динатронный эффект – снижение тока анода за счет вторичной эмиссии (провал на анодной характеристике (рис. 3.4)). При этом вторичные электроны не возвращаются обратно на катод, а захватываются экранирующей сеткой.

Пентодом называют лампу с тремя сетками. Внедрение третьей сетки обусловлено необходимостью устранения динатронного эффекта, свойственного тетроду. Эта сетка называется защитной (или антидинатронной) и располагается между экранирующей сеткой и анодом. Напряжение на этой сетке обычно делают равным напряжению на катоде, для этого иногда ее соединяют с катодом внутри колбы. Устранение динатронного эффекта получается благодаря потенциальному барьеру, образовавшемуся в пространстве между анодом и экранирующей сеткой. Вместе с тем этот потенциальный барьер не представляет значительного препятствия для электронов, движущихся к аноду с большой скоростью.

2. По конструктивным особенностям цепи накала электронные лампы делятся на лампы с катодами прямого накала и лампы с катодами косвенного накала.

Катод прямого накала представляет собой металлическую нить из материала с большим сопротивлением (вольфрама или тантала), по которой проходит ток накала. Такой катод отличается малыми тепловыми потерями, простотой устройства и малой тепловой инерцией. Недостатком такого катода является то, что его необходимо питать постоянным током. При питании переменным током частотой 50 Гц ток эмиссии изменяется с удвоенной частотой питающего напряжения, что создает нежелательный шумовой низкочастотный фон.

Катод косвенного накала представляет трубку, внутри которой размещена нить накала. Нить накала изолирована от катода. В результате практически сглаживаются пульсации температуры и тока эмиссии при питании накала переменным током.

3. По назначению лампы делятся на приемо-усилительные, генераторные, частотно-преобразовательные, детекторные, измерительные и так далее.

4. В зависимости от диапазона рабочих частот различают лампы низких (от 1 – 30 МГц), высоких (от 30 до 600 МГц) и сверхвысоких (свыше 600 МГц) частот.

5. По виду электронной эмиссии различают лампы с термоэлектронной, вторичной и фотоэлектронной эмиссией.

Электронная эмиссия необходима для создания внутри электровакуумного прибора между электродами потока электронов.

Под термоэлектронной эмиссией понимают процесс выхода электронов из твердых или жидких тел в вакуум или газ.

Под вторичной электронной эмиссией понимается испускание электронов телом вследствие бомбардирования его электронами, испускаемым другим телом.

Под фотоэлектронной эмиссией понимается испускание электронов телом, находящимся в потоке лучистой энергии.

1.2.1.2. Характеристика и параметры

Характеристики лампы выражают зависимость токов от напряжений в различных ее цепях. Свойства электронных ламп оценивают по анодным или анодно-сеточным статическим характеристикам.

Анодной статической характеристикой называется графически выраженная зависимость анодного тока Ia от напряжения на аноде Ua. Зависимость Ia = f(Ua) снимают для нескольких неизменных значений напряжения Uс (исключение составляют анодные характеристики диода). Внешний вид анодной характеристики определяется количеством электродов в лампе (рисунок 4).

Анодно-сеточными статическими характеристиками называют графически выраженные зависимости анодного тока Iа от напряжения на сетке Uc при фиксированных значениях анодного напряжения Uа. Также, как и для анодных характеристик зависимости Iа = f(Uс) снимают для нескольких неизменных значений анодного напряжения Uа. (рисунок 5).

Чем больше анодное напряжение Uа, тем выше и левее расположены анодно-сеточные характеристики Iа = f(Uс). Объясняется это тем, что при более высоком анодном напряжении на сетку необходимо подавать большее отрицательное напряжение, чтобы результирующее электрическое поле в пространстве между катодом и сеткой осталось неизменным по величине.

К основным электрическим параметрам электровакуумного диода относятся следующие:

Внутреннее сопротивление постоянному току:

       ,

где UА – постоянная составляющая анодного напряжения, IА – постоянная составляющая анодного тока.

Внутреннее дифференциальное сопротивление Rд диода представляет собой сопротивление пространства между анодом и катодом для переменного тока. Оно является величиной, обратной крутизне и определяется с помощью анодных статических характеристик (рис. 3.4, а):

        [Ом],

и обычно составляет сотни, а иногда и десятки Ом.

Обычно сопротивление R0 больше Rд.

Крутизна S показывает, как изменится анодный ток при изменении анодного напряжения и выражается следующей зависимостью:

       .

Напряжение накала Uн – напряжение, подаваемое на подогреватель. Эта величина является паспортной. При недонакале лампы уменьшается температура катода, а, следовательно, и ток эмиссии. При повышении напряжения накала резко Uн резко сокращается срок службы катода, поэтому не допускается отклонение напряжения накала больше чем на ±10% от номинального. Ток эмиссии Iе – максимальный ток, который может быть получен в результате эмиссии электронов термокатодом. Он представляется суммарным зарядом электронов, покинувших термокатод за одну секунду. Допустимое обратное напряжение диода Uобр max – максимальное отрицательное напряжение на аноде, которое может выдержать диод без нарушения свойств односторонней проводимости.

Параметры некоторых серийных электровакуумных диодов приведены в табл. 1.

Таблица 1.        Основные параметры серийных электровакуумных диодов

Тип диода	Назначение	Ток эмиссии катода, мА	Внутреннее сопротивление, Ом	Напряжение накала, В	Род накала
6Х2П	Детектор колебаний	30	200	6,3	Косвенный
6Д20П	Демпфер (гаситель) колебаний	600	85	6,3	Косвенный
1Ц11П	Высоковольтный выпрямитель	4	300	1,2	Прямой
6Ц4П	Кенотрон (диод, используемый в выпрямителях)	300	100	6,3	Косвенный

К основным электрическим параметрам электронных ламп, состоящих из трех и более электродов относятся:

Внутреннее (выходное) сопротивление лампы представляет собой сопротивление промежутка анод – катод лампы для переменной составляющей анодного тока и определяется по формуле:

       ,

где ΔUа – изменение напряжения на аноде, В; ΔIа – изменение анодного тока, мА. Для электровакуумных диодов внутреннее сопротивление носит название сопротивления переменному току и определяется как:

Крутизна характеристики S показывает, на сколько миллиампер изменится анодный ток лампы при изменении напряжения на управляющей сетке на 1 В при постоянных напряжениях на аноде и остальных сетках:

       ,

где ΔUс – изменение сеточного напряжения, В.

Следует отметить, что чем больше крутизна, тем сильнее управляющее действие сетки и тем выше усиление лампы можно получить при прочих равных условиях.

Статический коэффициент усиления μ показывает, во сколько раз изменение напряжения на первой сетке сильнее действует на анодный ток, чем изменение анодного напряжения. Коэффициент усиления определяется отношением изменения анодного напряжения к изменению сеточного напряжения, одинаково воздействующих на анодный ток:

       

Мощность, рассеиваемая на аноде, определяется по формуле:

       .

Выходная мощность Рвых характеризует полезную мощность, отдаваемую лампой во внешнюю цепь.

Параметры некоторых серийных триодов, тетродов и пентодов приведены в табл. 2.

Таблица 2.        Основные параметры серийных триодов, тетродов и пентодов

Тип лампы	Назначение	Крутизна, мА/В	Коэффициент усиления	Внутреннее сопротивление, Ом	Ток анода, мА
6С15П	Усилитель колебаний (триод)	45	52	1200	15
6С33С	Стабилизатор напряжения (триод)	40	4	100	550
6С44Д	Генератор колебаний (триод)	6	40	7000	30
6Э6П	Широкополосный усилитель (тетрод)	30	450	15000	45
6Ж20П	(Пентод с катодной сеткой)	40	1500	90000	16
6Ж50П	(Пентод с антидинатронной сеткой)	6	3000	90000	25

1.2.2. Газоразрядные приборы

Ионными и газоразрядными называют электронные приборы, в которых используется электрический разряд в газовой среде, сопровождающийся направленным движением электронов и ионов.