Это интересно

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...
    Далее...

ЧАСТЬ 3

Обратный ток сетки

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, а с увеличением анодного напряжения он падает вначале относительно быстро, а затем при U_а>U_с — более медленно. Анодный ток при увеличении анодного напряжения от нуля резко возрастает, а при U_а>U_с рост его становится более медленным.

Анализ рассмотренных характеристик приводит к выводу о том, что в триоде при положительном напряжении сетки существуют два режима токораспределения, подчиняющихся различным закономерно­стям: один {режим перехвата электронов) — при напряжениях сетки, меньших анодного, когда с превышением сеточного напряжения воз­растают оба тока — анодный и сеточный; другой (режим возврата электронов) — при напряжениях сетки, больших анодного, когда с повышением сеточного напряжения возрастает только ток сетки, а анодный ток уменьшается.

Распределение токов между электродами зависит от траекторий движения электронов, которые определяются структурой электричес­кого поля в междуэлектродном пространстве. Но в соответствии с тео­ремой подобия электрических полей структура поля не нарушается, если потенциалы всех электродов изменить в одинаковое число раз. Поэтому можно ожидать, что при пропорциональном изменении напря­жений относительная доля электронов, попадающих на тот или иной электрод, не будет изменяться, т. е. распределение электронов должно определяться не абсолютным значением напряжений электродов, а их отношением

I_а/I_с=f(U_а/U_с)(9.27)

При небольших плотностях объемного заряда, когда его влияние на поле в лампе невелико, эта общая закономерность токораспределе­ния подтверждается экспериментально.

Траектории движения электронов в триоде при положительных напряжениях сетки, меньших анодного, показаны на рис. 9.13. В этом ре­жиме сеточный ток образуется электронами, которые перехватываются витками сетки на пути от катода к аноду.

Отношение токов β=I_а/I_с называется коэффициентом токораспределения. Он определяется соотношением

где J_h, J_δ — плотности тока в просвете сетки и под витками соответст­венно; ρ_hρ_δ, v_h, v_δ — плотности объемного заряда и скорости элект­ронов там же, C=(h-δ)/δξ^1/2.

Распределение катодного тока в режиме возврата электронов.

Траектории движения электронов в триоде при напряжениях сетки, больших анодного, показаны на рис. 9.14. В этом режиме значительное число электронов, пролетев сетку, не достигает анода, а возвращается обратно к сетке.

Возврат электронов обусловливается двумя обстоятельствами: 1) между анодом и сеткой создается тормозящее поле, стремящееся вернуть электрон, движущийся к аноду, обратно к сетке; 2) в области неоднородного поля сетки электрон получает ускорение в направлении близлежащего витка сетки, в резу­льтате его траектория отклоняется в сторону витка и составляющая скорости, направленная в сторону анода, уменьшается настолько, что может оказаться недостаточной для преодоления тормозящего поля ано­да. Под действием указанных фак­торов электрон, двигаясь по пара­болической траектории, постепенно теряет направленную к аноду ско­рость, изменяет направление дви­жения на обратное и возвращается к сетке.

Чем меньше анодное напряжение, тем большее число электронов тормозится перед анодом и возвращается к сетке, тем меньше анодный ток.

В режиме возврата между сеткой и анодом создается значительный объемный заряд, обусловливающий возникновение минимума потен­циала (рис. 9.15). При этом увеличивается высота барьера, который должны преодолевать электроны, поступающие на анод, следовательно, возрастает возврат электронов к сетке. С ростом анодного тока мини­мум потенциала снижается до нуля (рис. 9.16).Поверхность нулевого потенциала называют виртуальным катодом (ВК).

Режим возврата (особенно при виртуальном катоде) для практи­ческого использования лампы неблагоприятен, так как при этом резко возрастает сеточный ток и работа лампы становится неэффективной.

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

Дифференциальн. параметрами называют величины, связывающие малые приращения токов и напряжений в электронном приборе. Критерием малости приращений является наличие линейной зависи­мости между ними, иначе говоря, независимость параметров от вели­чины приращений.
   Дифференциальн. параметры называют статическими, если их определяют в статическом режиме (через разности соответствующих величин для двух близких статических режимов).
    Рассмотрим случай, когда напряжение сетки отрицательно, следо­вательно, сеточный ток практически равен нулю. Анодный ток при постоянном напряжении накала является функцией двух переменных — напряжения сетки и напряжения анода:
    I_а=f(U_с; U_а)    (9.29)
    Запишем выражение для полного дифференциала:
    Частные производные в этом выражении определяют приращения тока при изменении напряжений электродов и поэтому могут быть взяты в качестве дифференциальных параметров триода.
    Статическими параметрами триода являются: S=dI_а / dU_с — крутизна;  G_ак=dI_а / dU_a — выходная проводимость. Использовав эти обозначения, получим
    dI_а= SdU_с + G_акdU_a    (9.31)
    Рассматривая приращения независимых переменных dU_a и dU_с как малые гармонические переменные напряжения с амплитудами U_ma и U_mc, найдем, что в диапазоне низких частот, когда не сказывается влияние междуэлектродных емкостей, индуктивностей вводов и инерции электронов, приращение dI_а будет представлять собой также гармоническое колебание с амплитудой I_ma:
    I_ma = SU_mc + G_акU_ma    (9.32)
    Крутизна
    Как и в полевых транзисторах, крутизна S = ∂I_а / ∂U_с характеризует управляющее действие, в данном случае сетки, и численно рав­на величине изменения анодного тока, приходящейся на 1 В измене­ния сеточного напряжения при постоянном напряжении анода. Вы­ражается крутизна в миллиамперах на вольт или в микроамперах на вольт. Название этого параметра обусловлено тем, что он показы­вает, насколько круто поднимается передаточная характеристика лампы.
    Зависимость крутизны от конструкции лампы можно найти с по­мощью закона степени трех вторых (9.17), если ограничиваться слу­чаем отрицательного напряжения сетки. Взяв производную от тока по напряжению сетки, получим
    Формула показывает, что крутизна возрастает при увеличении размеров электродов и уменьшении расстояния сетка — катод. Так как размеры электродов обычно определяются мощностью лампы, то основным способом увеличения крутизны является приближение сетки к катоду. Обычно крутизна у маломощных ламп имеет величину порядка 5—10 мА/В.
    В некоторых современных лампах расстояние...
    Далее...