Ia= f Uc при Uа= const.
На рис. 10.6 показана схема для снятия этих характеристик, а на рис. 10.7 – семейство анодных и анодно-сеточных характеристик. В точке запирания лампы можно определить ее проницаемость D.
При Uа = 100 В Uсзап = – 5,5 В (рис. 10.7, б). Следовательно,
D Uсзап 
Ua = 5,5 / 100 = 0,055.
Параметры триода
Основными параметрами триода являются крутизна анодно-сеточной характеристики S, внутреннее сопротивление триода Ri, статический коэффициент усиления по напряжению μ.
Крутизна S Ia
Uc при Uа= const. Она определяет наклон анодносеточной характеристики, измеряется в миллиамперах на вольт. Ее можно определить либо из анодно-сеточных, либо из анодных характеристик. Внутреннее сопротивление Ri определяется из анодных характеристик:
Ri Ua |
Ia при Uc = const. |
Коэффициент усиления μ показывает отношение приращения напряжения на аноде к вызвавшему его приращению напряжения на сетке при неизменном значении тока анода:
Ua
Uc при Ia= const.
Для определения всех трех параметров в выбранной точке на семействе анодных характеристик строят прямоугольный треугольник ABC так, чтобы его вершины лежали на соседних характеристиках, катеты были параллельны осям, а гипотенузой служил отрезок характеристики. Из этого треугольника получаем (рис. 10.8)
S Ia
Uc Ia
Uc4 Uc3 ;
Ri Ua
Ia ; Ua
Uc4 Uc3 .
Основные параметры триода связаны между собой очевидным отношением
SRi .
Эти параметры можно определить также из анодно-сеточных характеристик. Вспомогательными параметрами триода являются:
- проницаемость D 1
Uc
Ua при Ia= const;
126
- статическое сопротивление триода Rст Ua
Ia при Uc = const; - рассеиваемая на аноде мощ-
ность Pa UaIa .
К параметрам триода относятся также междуэлектродные емкости: Cак – выходная емкость триода; Сск – входная емкость; Cac – проходная емкость. Эти емкости ограничивают быстродействие триодов и коэффициент усиления по напряжению в области высоких частот, а также могут вызвать паразитное возбуждение усилительных устройств на триодах.
Iа |
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
U |
C |
|
3 |
|
4 |
|
|
|
||||
|
|
C |
|
|
U |
C |
U |
C |
U |
C |
|||
|
U |
U |
C |
U |
C |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|


C
Iа
A B
Uа
0
Ua
Рис. 10.8. Определение основных параметров триода по анодным характеристикам
10.5. Тетрод: конструкция, принцип действия, характеристики
Тетрод – это четырехэлектродная лампа, содержащая анод, катод, управляющую и экранирующую сетки.
Назначение анода, катода, управляющей сетки такое же, как в триоде. Экранирующая сетка выполняется в виде спирали с малым шагом витков. Она наматывается гуще, чем в управляющей сетке. Экранирующую сетку размещают в промежутке между анодом и управляющей сеткой, чтобы уменьшить влияние поля анода на ток анода и емкость между анодом и управляющей сеткой (рис. 10.9).
|
А |
|
Uа |
|
|
VL1 |
|
С |
VL1 |
- |
|
Э |
|
||
|
Uс |
||
|
|
|
|
|
|
+ |
Uэ |
|
К |
|
|
|
а |
|
б |
|
|
|
Рис. 10.9. Условное графическое обозначение (а) и схема включения тетрода (б)
Если напряжение Uэ= 0, то лампа практически заперта независимо от напряжения на аноде Uа, так как поле анода практически не проникает в
127
область «сетка – катод». Поэтому величина запирающего сеточного напряжения в тетроде в основном зависит от напряжения на экранной сетке (рис. 10.10, а). Анодная характеристика тетрода имеет провал тока. Если одновременно с анодной характеристикой снимать зависимость тока экранирующей сетки Iэ от напряжения Uа, то получается кривая, показанная пунктиром (рис. 10.10, б).
|
|
Ia |
|
I |
|
|
|
UЭ2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
||
|
Ua1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 Ia при UЭ=const |
|
|
Ua2 |
UЭ1 |
|
|
|
|
Ua3 |
|
|
UС=const |
|
|
Ua1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UЭ2>UЭ1 |
|
Ua2 |
|
2 |
Iэ=f(Ua) при UЭ=const |
-Uс |
|
Ua3 |
|
1 |
UС=const |
|
0 |
|
|
||
В |
|
0 |
Uэ |
Ua |
|
|
Uc зап |
||||
|
а |
|
|
|
б |
Рис. 10.10. Анодно-сеточная (а) и анодная характеристики тетрода (б)
Это объясняется следующим образом. При Uа= 0 все электроны, прошедшие через управляющую сетку, попадают на экранирующую сетку, которая имеет положительный потенциал относительно катода. Поэтому при Uа= 0 ток Iэ имеет наибольшее значение. При увеличении Uа, пока Uа<Uэ , растет анодный ток Ia (участок 1), ток экранирующей сетки уменьшается, так как часть электронов попадает на анод. Дальнейшее увеличение Uа приводит к увеличению энергии электронов, попадающих на анод, и к появлению вторичной эмиссии электронов с анода. Для них электрическое поле экранирующей сетки является ускоряющим, пока Uа<Uэ . В результате анодный ток уменьшается, а ток экранирующей сетки нарастает (участок 2). При Uа≥Uэ вторичные электроны с анода не доходят до экранной сетки, так как на них начинает действовать тормозящее поле анода, и снова возвращаются на анод, вызывая рост тока Ia (участок 3). Явление перехода вторичных электронов с анода на экранирующую сетку называется динатронным эффектом. Участок 4 анодной характеристики является рабочим для тетрода.
Для устранения динатронного эффекта в промежуток между анодом и экранной сеткой вводится еще одна сетка. Такая лампа называется пентодом.
128
10.6. Пентод: устройство, принцип действия
Пентодом называют пятиэлектродную лампу, имеющую катод, анод и три сетки: управляющую, экранирующую и антидинатронную. Антидинатронная сетка выполняется в виде сетки с большим шагом витков. Ее помещают между анодом и экранирующей сеткой и соединяют с катодом. Условное графическое и позиционное обозначение пентода и схема его включения показаны на рис. 10.11. Потенциал антидинатронной сетки относительно катода равен нулю, т.е. он всегда ниже потенциала анода. Следовательно, в промежутке между анодом и антидинатронной сеткой создается тормозящее электрическое поле для вторичных электронов с анода. Этим устраняется динатронный эффект.
Анодно-сеточные и анодные характеристики пентода представлены на рис. 10.12. Рабочий участок анодных характеристик пентода почти горизонтальный. Это объясняется незначительным влиянием анодного напряжения на анодный ток. Поэтому проницаемость пентода D еще меньше, чем у тетрода.
|
А |
VL1 |
Еа |
Сант |
VL1 |
- |
|
|
|
||
С |
Э |
Еэ |
|
|
Ес |
|
|
|
|
|
К+
а |
б |
Рис. 10.11. Условное графическое обозначение (а) и схема включения пентода (б)
Ua1>Ua2>Ua3 |
UЭ2 |
Ia |
UЭ2>UЭ1 Ua1 |
|
|
Ua2 |
|
|
Ua3 |
|
|
|
Ua1 |
UЭ1 |
|
Ua2 |
|
Ua3 |
|
|
Ua |
Uc зап |
|
а |
0 |
|
|
|
|
Ia
0>U'c>U'c'>U'''c
UЭ=const














Uc=0
















U'c



























U''c






























U'''c







Iэ=f(Ua)
Ua
0
б
Рис. 10.12. Анодно-сеточные и анодные характеристики пентода
129
Основные параметры пентода те же, что у триода, но их определяют при постоянном напряжении на экранирующей сетке Uэ . Пентоды имеют
высокий статический коэффициент усиления по напряжению μ = 1 6103, малую проходную емкость Cca = 0,003 – 0,006 пФ и большое внутреннее сопротивление Ri = 0,8 – 2,5 МОм.
11. ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
Электронно-оптические приборы преобразуют электрическую энергию в энергию светового излучения. К ним, в частности, относятся электроннолучевые трубки.
11.1. Электронно-лучевая трубка с электростатическим управлением лучом
Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) предназначена для преобразования электрического сигнала в оптическое изображение, которое получают на специальном экране с люминесцирующим слоем, светящимся под действием падающего на него сфокусированного электронного луча. Перемещение электронного луча по экрану вызывает перемещение светящегося пятна. ЭЛТ применяют для визуального отображения информации в виде цифр, букв, графиков и т.д.
Особую группу составляют осциллографические трубки, предназначенные для наблюдения электрических сигналов. Здесь ЭЛТ представляет собой стеклянную колбу вытянутой формы с экраном (рис. 11.1). В колбе помещены электронный прожектор, отклоняющая система и люминесцирующий экран.
Электронный прожектор создает поток электронов, ускоряет их, фокусирует в узкий пучок, направленный по оси трубки, а также позволяет управлять интенсивностью свечения экрана (количеством электронов в пучке). Прожектор состоит из катода косвенного накала 1, управляющего электрода 2 и двух или трех анодов 3, ускоряющих и фокусирующих электроны в луче.
Управляющий электрод, называемый модулятором, имеет форму цилиндра с отверстием в центре торца и расположен вокруг катода. На него подается отрицательное напряжение (несколько десятков вольт) относительно катода. Электроны с катода движутся под действием ускоряющего поля первого анода А1 сквозь отверстие в торце управляющего электрода УЭ (рис. 11.1, а). Количество электронов в пучке, проходящем через это отверстие, зависит от напряжения УЭ. Чем больше отрицательное напряжение УЭ, тем меньше ток пучка и яркость сечения экрана в точке падения луча.
130