5.3 Трехэлектродные лампы и их характеристики

Выше рассматривалась схема однополупериодного выпрямления. В схемах двухполупериодного выпрямителя используются два диода, и физические процессы в них аналогичны процессам, имеющим место в однополупериодных выпрямителях.

Трехэлектродная лампа (триод) конструктивно отличается от двух электродной наличием в ней третьего электрода – управляющей сетки. Сетка управляет анодным током, что позволило применение ламп в различных областях науки и техники.

Схема подключения триода в цепь показана на рис. 33.1 заметим, что напряжение на электродах лампы всегда определяется относительно катода. Если напряжение на аноде всегда положительно, то напряжение на сетке может быть как положительным, так и отрицательным.

Направленное движение электронов от катода в триоде происходит под влиянием как напряжения сетки, так и напряжения анода . Электронный ток вследствие большого расстояния между витками сеточной спирали почти полностью проникает через сетку и достигает анода, только незначительная его часть оседает на сетке, создавая небольшой сеточный ток. Поэтому очень часто током сетки пренебрегают по сравнению с анодным током лампы.



рис 33.1

Если на сетку подать достаточно большое отрицательное напряжение, то все линии напряженности поля анода, идущие к катоду, закончатся на сетке (сетка полностью экранирует анод), при этом электроны не смогут преодолеть отталкивающего действия потенциала сетки и анодного тока не будет (лампа заперта). При уменьшении абсолютного значения отрицательного напряжения на сетке часть линий напряженности поля анода достигнет поверхности катода – возникнет анодный ток. При нулевом напряжении на сетке триод по своему действию подобен диоду. При положительном напряжении на сетке поток электронов сильно возрастает под действием ускоряющего поля между сеткой и катодом.

Из изложенного следует, что анодный ток триода при постоянном накале является функцией напряжений на сетке и аноде лампы, но так как сетка ближе к катоду и экранирует анод, то влияние последнего на анодный ток будет слабее, чем влияние сетки. Таким образом, в триоде анодный ток будет функцией двух напряжений,

(33.1)

которые могут изменяться независимо.

Поэтому можно изучать зависимости:

(33.2)


называемые анодными и сеточными статическими характеристиками лампы.

Семейство анодных характеристик лампы небольшой мощности, применяемой в радиоприемниках, изображено на рисунке 33.2 триоды, как и диоды, имеют нелинейные вольт-амперные характеристики вследствие зависимости их сопротивлений от режима работы (от напряжений на электродах).



рис 33.2

Важным параметром лампы является ее внутреннее сопротивление, которое определяется из анодных характеристик (рис. 33.2) пределом отношения при постоянном сеточном напряжении:

(33.3)

(Индекс указывает на постоянство сеточного напряжения.) для триодов радиоприемников внутреннее сопротивление бывает у мощных ламп в общем случае внутреннее сопротивление лампы зависит от режима работы, и только на линейном участке анодной характеристики оно достаточно постоянно.

Семейство сеточных характеристик лампы небольшой мощности представлено на рисунке 33.3 наименьшее отрицательное напряжение на сетке лампы, при котором лампа перестает проводить ток, называется запирающим напряжением .



рис 33.3

Из рис. 33.3 видно, что при повышении анодного напряжения запирающее напряжение увеличивается:

Другим важным параметром лампы является крутизна сеточной характеристики или крутизна лампы, обозначаемая S и определяемая пределом отношения при постоянном анодном напряжении:

(33.4)

(Индекс  указывает на постоянство анодного напряжения.) Для нормальных режимов крутизна различных ламп имеет значения от 1 до 30 мА/В, она показывает, на сколько миллиампер возрастает анодный ток при увеличении сеточного напряжения на 1 B.

Третьим параметром лампы является ее статический коэффициент усиления лампы, который определяется из сеточных характеристик следующим образом. Лампу можно перевести изменением напряжений на аноде и сетке из одного режима, определяемого рабочей точкой 1, в другой режим, определяемый точкой 2, так чтобы анодный ток оставался постоянным (рис.33.3). По изменениям указанных напряжений (при постоянном анодном токе) коэффициент усиления  лампы определяется пределом отношения :

(33.5)

Величину обратную коэффициенту усиления, называют проницаемостью лампы:

(33.6)

Рассмотренные параметры сохраняют постоянные значения лишь на прямолинейных участках характеристик, на изгибах же характеристик они значительно изменяются. Связь между основными параметрами лампы ,S и  можно установить следующим образом. Дифференцирую анодный ток как функцию анодного и сеточного напряжений  , получаем:

Для частного случая, когда анодный ток не меняется,

Далее используя (33.3), (33.4) и (33.5), из последнего получим искомую связь между параметрами лампы:


(33.7)

Найденное выражение носит название уравнение Баркгаузена.

Управляющее действие сеточного напряжения по отношению к одному тока триода используется для усиления различных электрических сигналов. Триоды используются как усилители сигналов.

Последнее изменение: Понедельник, 2 июня 2014, 13:23