Это интересно

Дифференциальными 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.
    Дифференциальные 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...
    Далее...

ЧАСТЬ 5

ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТРИОДА

Влияние междуэлектродных емкостей

Проводимость триода на высокой частоте. С ростом частоты ста­новится значительной роль емкостных токов. Поэтому при анализе работы триода на высоких частотах нужно учитывать его между­электродные емкости: сетка — катод (С_ск), анод — катод (С_ак) и анод — сетка (С_ас). Междуэлектродные емкости триода зависят от размеров электродов и расстояний между ними, а также от длины вы­водов, их взаимного положения и степени экранирования. В маломощ­ных триодах они составляют 1—10 пФ, в мощных триодах, размеры электродов у которых значительно больше, емкости доходят до 50— 100 пФ.

Величины емкостей изменяются в небольшой степени при прогре­ве лампы вследствие изменения размеров электродов, расстояний меж­ду ними и диэлектрической проницаемости изоляторов. Емкости за­висят от объемного заряда в лампе, изменяю­щего распределение потенциала в междуэле­ктродном пространстве. Наиболее сильно из­меняется емкость сетка—катод, которая при включении накала может возрасти на 40—50%. Эта емкость существенно зависит и от напря­жения сетки (рис. 9.18). При повышении отрицательного напряжения сетки происхо­дит перераспределение объемного заряда на участке сетка—катод, его величина уменьша­ется, поэтому емкость С_ск падает.

Емкость сетка—катод С_ск создает реак­тивную проводимость ώ С_ск во входной цепи, она является главной составляющей входной емкости лампы.

Емкость анод — катод С_ак вызывает появле­ние реактивной проводимости ώ С_ак в выходной цепи и является основной составляющей выходной емкости лампы.

Емкость анод—сетка С_ас обусловливает связь между входной и выходной цепями лампы, поэтому ее называют проходной емкостью. На высоких частотах, когда становится заметным влияние рассмот­ренных емкостей на работу лампы, проводимости триода перестают быть чисто активными, как на низких частотах, и становятся комплекс­ными величинами. Обозначив для удобства входные ток и напряжение индексом 1, а выходные — индексом 2, по аналогии с (5.4), (5.5) мож­но записать уравнения, связывающие малые гармонические колеба­ния напряжений и токов в триоде на высоких частотах:

I₁=Y₁₁U₁+Y₁₂U₂(9.42)

I₂=Y₂₁U₁+Y₂₂U₂

Здесь

Учитывая влияние емкостей лампы, можно записать следующие выражения для этих проводимостей: входная проводимость

Y₁₁ = G_ск + jώ(C_ск + C_ак)(9.43)

причем G_ск=0, если лампа работает без сеточного тока;

выходная проводимость

Y₂₂ = G_ак + jώ(C_ак + C_ас)(9.44)

проводимость обратной передачи

Y₁₂ = - jώC_ас(9.45)

Знак минус учитывает, что направление тока сетки, вызванного положительным анодным напряжением, противоположно направлению тока сетки, вызванного положительным сеточным напряжением;

проводимость прямой передачи

Y₂₁ = S - jώC_ас(9.46)

Знак минус перед емкостным членом учитывает направление тока анода, непосредственно вызванного сеточным напряжением через емкость C_ас.

Схема замещения триода на высокой частоте. Уравнениям (9.42) соответствует представленная на рис. 9.19, а схема замещения триода. Иногда проводимости на этой схеме обозначают таким образом: -Y₁₂ = Y_ас ,  Y₂₂ + Y₁₂ = Y_ак , Y₁₁ + Y₁₂ = Y_ск , Y₂₁ - Y₁₂ = S (при G_са=0).

На рис. 9.19, б схема замещения изображена для случая, когда напряжение сетки отрицательно и активная составляющая сеточного тока равна нулю.

Влияние междуэлектродных емкостей на усилительные свойства триода. Входная емкость приводит к появлению реактивной составляющей входного тока, дополнительно нагружающей источник сиг­нала, а также может влиять на настройку резонансных цепей на вхо­де; все это отрицательно сказывается на эффекте усиления.

Выходная емкость, уменьшая эквивалентное сопротивление на­грузки лампы на высокой частоте, снижает коэффициент усиления тем сильнее, чем выше рабочая частота. Этим ограничивается широкополосность усилителя [см. выражение (10.14)].

Проходная емкость оказывает наиболее сильное влияние на свой­ства триода на высоких частотах. Через нее из выходной цепи во вход­ную проходит ток, создающий дополнительное переменное напряже­ние на сетке, пропорциональное выходному напряжению.

При определенных условиях, зависящих от характера нагрузки, дополнительное сеточное напряжение совпадает по фазе с подводимым напряжением и в лампе возникает самовозбуждение, ее нормальная работа нарушается. Как показывается в теории усилителей, предель­ная частота, до которой триод может быть использован при заданном коэффициенте усиления К_u,

f_пр=25/К_uC_ас (МГц).(9.47)

В этой формуле S выражается в мА/В, C_ас— в пФ.

Пример 9.1. Определить предельную частоту усиления, имеющего следующие значения параметров: S=5 мА/В, C_ас=5 пФ, если необходимый коэффициент уси­ления  К_u=10.

Воспользовавшись выражением (9.47), найдем, что предельная частота усиления

f_пр= (25*5)/(10*5) = 2,5МГц.

Итак, проходная емкость C_ас ограничивает возможности исполь­зования триода как усилителя на высоких частотах. Как следует из формулы (9.47), предельный коэффициент усиления триода на данной частоте

К_пр = 0,42√S/(ώC_ас)(9.48)

Изменив включение триода, можно увеличить усиление либо расширить частотный диапазон усилителя. С этой целью применяют схему с общей сеткой (рис. 9.20), предложенную М. А. Бонч-Бруевичем и усовершенствованную В. М. Тимофеевым. Преимущество ее заключается в меньшей проходной емкости, которую здесь представляет емкость анод—катод, что позволяет получить более высокую предельную частоту. Однако эта схема имеет существенный недостаток: источник входного напряжения нагружен катодным током лампы, в результате возрастает мощность на входе и снижается коэффициент усиления по мощности. Ввиду изложенного схему с общей сеткой используют лишь на сверхвысоких частотах.

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

С ростом частоты усилительные свойства триода ухудшаются, что проявляется в увеличении расхода мощности на входе лампы, падении выходной мощности и уменьшении усиления. Как и в диоде, частотная зависимость параметров триода определяется не только влиянием меж­дуэлектродных емкостей лампы, но и инерционностью электронного потока.
    Инерционность электронного потока вызывает появление тока в цепи сетки даже в том случае, когда ее напряжение отрицательно. Для пояснения рассмотрим схему наведения токов в триоде. В целях упрощения будем считать сетку очень густой (D=0); тогда электроны, движущиеся между катодом и сеткой, будут наводить ток I_к~ только в сеточной цепи, а электроны, движущиеся между сеткой и анодом,— только в сеточно-анодной цепи I_а~ (рис. 9.21). Ток в цепи сетки пред­ставляет собой разность наведенных токов: I_с~ = I_к~ - I_а~. И на низких частотах при отрицательном напряжении сетки, когда отсутствует перехват электронов, I_к = I_а, а сеточный ток и проводимость G_ак рав­ны нулю.
      При значительном увеличении частоты f переменного напряжения сетки U_с~ его период T = 1 / f оказывается сравнимым по величине с временем пролета электронов от катода до сетки т_кс, которое в соответствии с выражением (8.13) в плоскостных триодах определяется выражением
    Угол пролета электронов от катода до сетки
    θ_кс = ώт_кс
    при этом существенно возрастает и между наведенными токами I_к- и I_а- появляется сдвиг по фазе. Это явление поясняет рис. 9.22, на котором изображена векторная диаграмма напряжений и токов в триоде при больших углах пролета. Ток I_к~ сдвинут по фазе относительно напряжения U_с- на угол φ_к, составляющий некоторую долю δ от угла пролета электронов θ_кс от катода до сетки.
    Ток I_а~ в цепи сетки сдвинут по фазе относительно напряжения сетки на угол φ_а=θ_кс+θ_са- В результате разность этих токов оказывается не равной нулю и в цепи сетки возникает наведенный ток I_с~ = I_к~ - I_а~, который, очевидно, имеет активную и реактивную составляющие.
    Наибольший интерес представляет активная составляющая наведенного тока сетки, определяющая потери во входной цепи:
    I_{с. акт} = I_к~ cos δθ_кс-I_а~ cos θ_кс  (θ_са << θ_кс).
    При небольших углах пролета, при которых обычно используются лампы, модули токов можно считать равными: I_к~=I_а~=SU_с~. Влияние инерционности электронного потока на модуль крутизны S проявляется лишь при больших, практически неиспользуемых углах пролета...
    Далее...