Это интересно

Основная схема включения триода показана на рис. 9.2. Анод имеет положительный относительно катода потенциал, а сетка — от­рицательный или положительный. Резуль­тирующее поле у катода в этой лампе сла­гается из ускоряющего поля анода, тор­мозящего или ускоряющего поля сетки. Как и в диоде, у катода под действием объемного заряда образуется минимум потенциала, определяющий катод­ный ток в соответствии с соотношением (8.6):
    I_к=I_еexpζφ_min    (9.1)
    Но этот минимум зависит также от напряжения сетки. При отри­цательном напряжении сетки ее поле тормозит вылетающие из катода электроны, объемный заряд у катода возрастает и минимум потенциа­ла увеличивается, благодаря чему уменьшается поток электронов, про­ходящих через этот минимум на анод.
    Возможность управления анодным током путем изменения напря­жения сетки является основной особенностью триода. Важное пре­имущество триода заключается в том, что управление током в этой лам­пе происходит практически безынерционно вплоть до очень высоких частот. Последнее объясняется тем, что электроны, имеющие малую массу, приобретают под действием электрического поля в лампе боль­шую скорость и преодолевают междуэлектродное пространство за очень короткое время, благодаря чему изменения тока почти без за­держки следуют за изменениями сеточного напряжения.
    Мощность, затрачиваемая в сеточной цепи на управление анодным током, обычно значительно меньше мощности переменной составляю­щей тока в анодной цепи, следовательно, триод обладает способностью усиливать колебания.
    Эти качества триода и обусловили его широкое применение.
    Электрическое поле в триоде.
    Чтобы изучить процесс управления анодным током в триоде, не­обходимо иметь данные об электрическом поле, определяющем харак­тер движения электронного потока в лампе.
    На рис. 9.3 показаны эквипотенциальные линии электрического поля в триоде плоскопараллельной конструкции при различных на­пряжениях сетки и постоянном напряжении анода, полученные для случая, когда в лампе отсутствует объемный заряд (катод не накален).
    На рис. 9.4 приведены соответствующие графики распределения по­тенциала в сечении 1—1 от катода к аноду, проходящем посередине между витками сетки, и в сечении 2—2, проходящем через виток сетки. Из этих рисунков следует, что электрическое поле в области сетки является неоднородным. Его структура определяется формой ячеек сетки и зависит от потенциалов электродов. По мере удаления от витков неоднородность поля быстро ослабевает и в непосредственной бли­зости от катода и анода поле практически однородно при всех значе­ниях напряжения сетки — от положительного до запирающего. Одна­ко однородное поле у катода может быть получено лишь при достаточ­но густой сетке: шаг витков сетки не должен превышать удвоенного расстояния сетка—катод. На практике стремятся получить именно та­кую конфигурацию поля у катода, потому что она обеспечивает рав­номерный отбор тока от катода и резкое запирание лампы, но в совре­менных лампах, имеющих очень малое расстояние сетка—катод, сделать сетку достаточно густой не всегда удается и поле у катода оказывается неоднородным.
    Напряженность электрического поля у катода, определяющая ве­личину катодного тока, существенно зависит от потенциала сетки. При большом отрицательном напряжении сетки (рис. 9.3, а и 9.4, а) у катода создается тормозящее поле. При нулевом напряжении...
    Далее...

ЧАСТЬ 2

Закон степени трех вторых

Теория триода, основанная на представлении о действующем на­пряжении, была разработана независимо Г. Баркгаузеном и М. А. Бонч-Бруевичем. Катодный ток эквивалентного диода в режиме объ­емного заряда можно найти с помощью уравнения (8.12):

I_к = gU_д^3/2(9.15)

В силу эквивалентности ламп это выражение определяет и катод­ный ток триода. Для плоскопараллельного триода

g = 2,33*10^-6  Па/d_ck²(9.16)

Окончательно получаем

или

I_к = q_т (U_с+DU_а)^3/2(9.18)

Здесь

Отметим, что закон степени трех вторых определяет лишь суммар­ный ток катода, распределяемый затем между сеткой и анодом. При отрицательном напряжении сетки, когда сеточного тока нет, закон степени трех вторых определяет анодный ток.

СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРИОДА

Условимся считать напряжение накала постоянным, тогда анодный и сеточный токи будут являться функциями двух переменных — анод­ного и сеточного напряжений:

I_а=f(U_с; U_а), I_с=f(U_с; U_а)(9.19)

Практически эти зависимости удобно представлять в виде функций одной переменной, считая вторую независимую переменную постоян­ным параметром режима. Выбирая в качестве постоянного параметра режима напряжение сетки U_c=const, получим семейства выходных (анодных) характеристик I_а=f(U_а) и сеточно-анодных характеристик I_с=f(U_а)

Если в качестве постоянного параметра режима выбрать напря­жение анода, то получим семейство передаточных (анодно-сеточных) характеристик I_а=f(U_с).

Подобным образом для сеточного тока получаем семейство входных (сеточных) характеристик I_с=f(U_с) при U_а=const.

Очевидно, для практических расчетов достаточно иметь одно из семейств характеристик анодного тока, так как они взаимозаменяемы, и одно из семейств характеристик сеточного тока, которые также взаи­мозаменяемы.

Характеристики триода при отрицательных напряжениях сетки

Выходные характеристики. При отрицательных напряжениях сет­ки все электроны, преодолевшие минимум потенциала у катода, устрем­ляются на анод. При этом анодный ток можно вычислить по закону степени трех вторых (9.17), положив I_к=I_а:

I_а = g_т(U_с+DU_а)^3/2(9.20)

При фиксированных значениях напряжения сетки эта зависимость определяет выходные характеристики триода. Если напряжение сетки равно нулю, то анодная характеристика (рис. 9.6) идет из начала координат. При отрицательном напряжении сетки ток в анодной цепи появляется лишь при таком напряжении анода, при котором создан­ное им ускоряющее поле в прикатодной области превышает тормозя­щее поле, созданное там же напряжением сетки. Анодное напряжение U_ao, при котором появляется ток в анодной цепи, найдем из закона степени трех вторых, положив I_а=0:

U_ao = -U_с/D(9.21)

Чем больше отрицательное напряжение сетки, тем сильнее вправо сдвигается выходная характеристика. Если напряжение сетки изме­нить на ∆U_с, то, как следует из закона степени трех вторых (9.20), все точки выходной характеристики сдвинутся по оси напряжений на одну и ту же величину ∆U_a = -∆U_с/D.

Передаточные характеристики.

Передаточные характеристики триода, определяемые зависимостью (9.20), представлены на рис. 9.7. Чем больше анодное напряжение, тем сильнее характеристика сдви­нута влево. Напряжение сдвига передаточной характеристики, как следует из соотношения (9.20),

∆U_с = -D∆U_а

Запирающее напряжение сетки (напряжение отсечки анодного то­ка) в соответствии с выражением (9.21)

∆U_с.отс = -DU_а(9.22)

Отклонения реальных характеристик от теоретических.

Реальные характеристики триода в основном соответствуют теоретическим, но они более криволинейны, имеют непостоянный сдвиг и менее резкую отсечку анодного тока (рис. 9.8). Отклонения вызываются рядом при­чин, некоторые из них (неравномерное распределение температуры по катоду, неоднородность катода, контактная разность потенциалов) проявляются и в двухэлектродной лампе, часть — специфична для триода. К последним относится прежде всего неоднородность поля сетки в прикатодной области, особенно в лампах с редкой сеткой (h>2d_c).

В таких лампах при отрицательном напряжении сетки электроны движутся от катода не равномерным потоком, а в большем количестве с участков между витками сетки, подвергающихся более сильному воз­действию поля анода (рис. 9.9). При повышении отрицательного на­пряжения сетки размер эмитирующих островков на катоде уменьшается и анодный ток падает. При этом лампа запирается не сразу по всему катоду, а постепенно, в результате на характеристике образует­ся «хвост», показанный пунктиром на рис. 9.7. Вследствие «островкового» эффекта проницаемость сетки становится переменной, увеличи­ваясь с повышением отрицательного напряжения сетки.

С ростом анодного напряжения проницаемость сетки по той же причине уменьшается, а анодный ток вследствие этого возрастает мед­леннее, чем по закону степени трех вторых при постоянной проницаемости. Это приводит к тому, что при больших отрицатель­ных напряжениях сетки анодные характеристики идут веером (см. рис. 9.8). Чем выше отрицательное напряжение сетки, тем сильнее этот эффект и тем более пологими становятся анодные характеристики.

Непостоянство проницаемости сетки может вызываться неравномерностью шага ее витков, обусловленной производственными дефектами, и действием траверс сетки, вблизи которых эффективная густота сетки выше, чем вдали от них.

Если сетка не закрывает концы катода, то возможно появление краевого эффекта, заключающегося в том, что часть электронов попадает на анод в обход сетки, создавая неуправляемую составляющую анодного тока. Это явление также приводит к удлинению «хвоста» характеристики.

Начальный ток сетки

При нулевом напряжении сетки в ее цепи протекает ток, обуслов­ленный электронами, вылетающими из катода с достаточно большими начальными скоростями. Эти электроны, попадая на сетку, создают сеточный ток. При увеличении отрицательного напряжения сетки чис­ло электронов, которые могут преодолеть ее тормозящее поле, падает и электронный ток уменьшается (кривая 1 на рис. 9.10).

По аналогии с выражением (8.7) можно написать следующее соотношение для тока сетки, обусловленного начальными ско­ростями электронов, эмиттируемых като­дом:

I_с = I_соехр хU_с(9.23)

где  I_со = (1-ά)I_е ехр хφ_ск — начальный ток сетки (при U_с=0); 1-ά— коэффициент перехвата электронов сеткой, зависящий от густоты сетки и расстояния ее от катода; φ_ск — контактная разность потенциалов сетка — катод.

При работе лампы испаряющиеся с катода активирующие вещества, например барий, могут оседать на поверхности сетки, изменяя ее работу выхода. В то же время вследствие нагрева сетки может проис­ходить и обратный процесс — очистка ее от активирующих веществ и загрязнений. Под влиянием этих процессов с течением времени изменяется контактная разность потенциалов φ_ск, поэтому положение входной характеристики - триода в начальной области оказывается неустойчивым.

В лампах с оксидными катодами косвенного накала начало вход­ной характеристики из-за нестабильности контактной разности потен­циалов сетка — катод может смещаться в широких пределах: от +0,5 до -2 В, что сказывается на стабильности параметров лампы.

В лампах с прямонакальными катодами сетка обычно соединяется с отрицательным выводом катода и при нулевом внешнем напряжении (U_с=0) имеет отрицательный потенциал относительно катода, так как катод неэквипотенциален. Поэтому в таких лампах входная характеристика имеет сдвиг вправо, начинаясь при небольшом положительном напряжении сетки, меньшем напряжения накала (кривая 2 на рис. 9.10).

Батушев В. А. Электронные приборы. М.: Высшая школа, 1980

Часть [1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [6]  [7]  [8]  [9]

Статьи

Ламповый звук Тайны лампового звука Волшебство лампового звука [1] [2] Когда лампа лучше, чем транзистор [1] [2] Почему вакуумный триод звучит музыкально Схемотехника ламповых усилителей Лампы или транзисторы? Лампы! Однотактный ламповый усилитель для начинающих Двухтактные ламповые усилители Оконечный пушпульный усилитель - схема Уильямсона-Хафлера-Кероеса Рекомендации по повторению реплики схемы Уильямсона-Хафлера-Кероеса Однотактный усилитель с непосредственной связью. Схема Loftin-White [1] [2] Трехламповый усилитель Губина Однотактник на 300В Усилители низкой частоты Расчет каскада с нагрузкой в аноде Однотактный усилитель на лампе 807 [1] [2] Циклотрон. Мощный усилитель с выходными лампами ГУ-50 SE на RB300 Однотактный усилитель мощности на 300В. Модель WE91 для 90-х годов [1] [2] Как улучшить звучание HI-FI системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] Лампы и звук: назад, в будущее [1] [2] [3] [4] [5] Однотактный ламповый ... [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Апгрейд усилителя XD845MKIII [1] [2] "Усилитель" для наушников на SRPP [1] [2] [3] [4] [5] [6] Ламповый High-End [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [...] Обзор журнала Glass Audio за 1998 год [1] [2] Обзор журнала Glass Audio за 1999 год Корректор для винила Компенсированные регуляторы громкости Усилитель НЧ Даешь ONGAKU! Tubesaurus Rex Усилитель НЧ с комбинированной обратной связью Прибор для измерения напряжения накала высоковольтных кенотронов George Ohm живет в Харькове Ревизия однотактного усилителя с межкаскадным трансформатором Усилитель мощности НЧ с высоким КПД Двухканальный усилитель НЧ Усилитель НЧ с клавишным переключателем Радиотрансляционные установки ТУ-50 и ТУ-100 Портативный проигрыватель Усилитель НЧ Усилитель без выходного трансформатора Усилители без выходного трансформатора Лампово-полупроводниковый УМЗЧ Акустика Бытовые акустические системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Там, где живут басы [1] [2] [3] [4] [5] [6] The Onken Enclosure Категории слухового восприятия [1] [2] Три взгляда на акустику помещений [1] [2] Акустика в которой мы живем [1] [2] Акустика офисов Мифы звукоизоляции Акустика отделочных материалов Акустический агрегат с объемным звучанием Акустические свойства домашней мебели Акустические линзы для громкоговорителей Акустические измерения в практике радиолюбителя Акустический фазоинвертор Акустика студий [1] [2] Полезные советы разработчиков Hi-End Триод против пентода. Что выбрать? [1] [2] SINGLE-ENDED VS PUSH-PULL [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] Одноламповые усилители низкой частоты Как пользоваться характеристиками электронных ламп Многоламповые усилители НЧ на импортных лампах Контактно-резисторный коммутатор входов Как проверять аппаратуру в салоне Что лучше: 4 или 8 Ом акустика? Выходной трансформатор для однотактника. Быть или не быть линейным Простая и быстрая проверка трансформаторов Десять способов усовершенствовать вашу аудиокомнату Испытатель ламп Понижение уровня фона в усилителях Evolution Пять правил рационального питания Трансформаторы в однотактных усилителях Выходные трансформаторы Измерение характеристик выходного трансформатора [1] [2] Однотактный «Magnum» Какая лампа нам нужна Какая лампа нам нужна и будет ли она? Улучшенная конфигурация листов трансформаторной стали Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление? [1] [2] Звук: интересные наблюдения Вся правда об акустике ProAc Немного теории лампового звука О заметности искажений История лампы 300B Краткая история возникновения Hi-Fi Возможен ли "виниловый ренессанс?" [1] [2] [3] Hi-End: Мифы и реальность [1] [2] Как не заблудиться в кабельных джунглях? Побалуйте свои уши! [1] [2] Ограничение сигнала усилителем – можно ли работать в клиппинге? "Хай-Энд" умер, да здравствует "Хай-Энд"! [1] [2] Блестящие звукозаписи [1] [2] [3] Семь слов об ошибках аудиоэкспертизы Частотные, нелинейные и фазовые искажения Внешние факторы, влияющие на восприятие звука Многоканальный окружающий звук [1] [2] [3] [4] Магнитная запись: мифы и реальность Теория схемотехники и звукотехники Для начинающих. Как работает усилитель [1] [2] Принципы схемотехники электронных ламп [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Хрестоматия радиолюбителя, 1963г. [1] [2] [3] [4] [5] Конструктивный расчет входных и выходных трансформаторов [1] [2] Как работают звуковые трансформаторы Элементарная теория схем с обратной связью [1] [2] [3] Теория звукотехники Двухтактно-параллельный усилитель НЧ Особенности стандартов, описывающих мощность в звукотехнике Отрицательная обратная связь в усилителях Классы усилителей мощности Элементарная теория триода [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] Как работает лучевой тетрод О мощности, ваттах, децибелах... [1] [2] Теория звука [1] [2] [3] [4] Звук и цифровые технологии [1] [2] [3] [4] [5] [6] Проектирование абсолютно устойчивых усилителей [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Звуковые форматы Описание стандарта MP3 Правильная мощность Начинающим. Радиолампа Высококачественный усилитель низкой частоты Объемный звук [1] [2] [3] Парадоксы электрона Вибратор к гитаре Ламповый авометр Старая и популярная 12АХ7/ЕСС83 Принцип устройства и работы электро-вакуумных приборов Двухэлектродные лампы Трехэлектродные лампы Рабочий режим триода Многоэлектродные и специальные лампы Электронно-лучевые трубки Газоразрядные и индикаторные приборы Фотоэлектронные приборы Собственные шумы электронных ламп Особенности работы электронных ламп на СВЧ Специальные электронные приборы для СВЧ Надежность и испытание электровакуумных приборов Основы схемотехники ламповых усилителей Искажения в усилителях, их измерение, меры по снижению искажений Основные сведения о радиокомпонентах Источники питания Каскады усиления мощности Каскады предварительного усиления Широкополосные усилители Усилительный каскад с катодной нагрузкой [1] [2] Life in Vacuum. EL34 Life in Vacuum. 6H8C, 6H9C Life in Vacuum. SV572 SV6550 6C5C 6C3П/6C4П Двойной триод 6Н3П Пентод 6Ж5П 6П42С / 6П45С Лучевой тетрод 6П1П Пентод 6П14П в оконечном каскаде Двойной триод 6Н14П Кенотрон 1Ц11П Демпферный диод 6Ц10П Что и как мы слышим

Это интересно

Ионный ток. Одной из причин возникновения обратного тока сетки является ионизация остаточного газа, которая всегда имеет место при высоких ускоряющих напряжениях анода. Положительные ионы, образующиеся в междуэлектродном пространстве, устремляются в сторону отрицательно заряженных электродов, в том числе на сетку. На поверхности сетки ионы рекомбинируют с электронами, превращаясь в нейтральные атомы, диффундирующие вновь в разрядное пространство. Взамен электронов, потерянных сеткой вследствие ре­комбинации, в нее из внешней цепи поступают новые электроны, воз­никает ток, направленный навстречу току сетки, обусловленному на­чальными скоростями электронов, эмиттированных катодом. Его на­зывают ионным током сетки.
    Ионный ток сетки определяется числом возникающих в лампе по­ложительных ионов, которое зависит от плотности остаточного газа, величины анодного тока, конструкции лампы и свойств наполняющего ее газа:
    I_ci = G_vI_а    (9.24)
    Величину G_v называют коэффициентом вакуума. В хорошо откачанных лампах она имеет порядок 10^-5 - 10^-6.
    Термоток. При большой мощности накала катода, близком распо­ложении сетки от катода, перегреве сетки тепловым излучением анода возникает термоток сетки. Для уменьшения термотока стремятся сни­зить температуру сетки с помощью массивных, хорошо отводящих теп­ло траверс и радиаторов, а также путем улучшения теплоизлучения. Иногда для уменьшения термотока сетку покрывают золотом. В этом случае барий, испаряющийся с катода и осаждающийся на поверх­ности сетки, быстро диффундирует в глубь покрытия, не вызывая сни­жения работы выхода сетки. Золото имеет значительную работу вы­хода (4,99 эВ), поэтому термоток сетки получается небольшим.
    Ток утечки. Несовершенство изоляции сетки, в первую очередь относительно анода, вызывает появление еще одной составляющей об­ратного тока сетки — тока утечки. Он зависит от сопротивления изо­ляции сетки и разности потенциалов сетка — анод:
    В исправных лампах сопротивление изоляции R_из достигает 200 МОм и более, но со временем оно может снизиться вследствие напыления на изоляцию активирующих веществ с катода, газопоглотителя и ме­талла электродов. В этом случае ток утечки может стать недопустимо большим.
    Характеристики триода при положительных напряжениях сетки
    При положительных напряжениях сетки катодный ток триода рас­пределяется между сеткой и анодом, при этом
    I_к = I_а + I_с    (9.26)
    Закономерности токораспределения при положительных напряжениях сетки можно уяснить из передаточных (анодно-сеточных) харак­теристик триода (рис. 9.11). При повышении положительного сеточного напряжения вначале наблюдается увеличение анодного тока, но затем при U_с ≈ U_а анодный ток замедляет рост и, достигнув максимума, начинает уменьшаться; сеточный ток продолжает возрастать.
    Зависимость сеточного тока от анодного напряжения хорошо вид­на на сеточно-анодных характеристиках триода (рис. 9.12). Сеточный ток имеет максимальное значение при нулевом напряжении анода...
   Далее...