Лампа типа 6Н3П по своим параметрам является одним из лучших
двойных триодов. По коэффициенту усиления она равноценна лампе 6Н1П, но
имеет большую крутизну. Объясняется это тем, что в этой лампе сетка и катод
расположены на малом расстоянии (порядка 80 микрон), а расстояние между
осями смежных витков сетки равно 120—125 микрон.
Лампа 6НЗП при напряжении накала 6,3 В, напряжении на
аноде 150 В и напряжении на сетке — 2,0 В имеет следующие
параметры:
- крутизна характеристики S = 5,6 мА/В
- коэффициент усиления μ = 35
- внутреннее сопротивление Ri = 6250
Ом.
Так как лампа 6НЗП имеет лучшие параметры по сравнению с
лампами 6Н1П и 6Н15П и потребляет меньший ток накала (Iн
= 0,35 А), она должна рассматриваться как перспективная.
Выполнена лампа в пальчиковом оформлении. Общий вид и схема
цоколевки ее приведены на рис. 1. Оба подогревные оксидированные катоды
лампы 6НЗП имеют отдельные выводы. Небольшие по размерам аноды изготовлены
из никеля и для лучшей отдачи тепла зачернены. Для ослабления емкостной
связи триоды разделены электростатическим экраном, расположенным между
анодами.
Рис. 1
В отличие от лампы типа 6Н1П сетки двойного триода 6НЗП не
имеют радиаторов, что дает возможность значительно снизить междуэлектродные
емкости. Последнее весьма существенно при использовании лампы в усилителях и
генераторах, работающих в ультракоротковолновом диапазоне.
Статические междуэлектродиые емкости триодов лампы 6НЗП,
измеренные без внешнего экрана, имеют следующие значения: входная
Свх = 2,8 ± 0,5 пф, проходная Спрох=
1,3 ± 0,3 пф и выходная Свых = 1,45 ± 0,4 пф.
Емкость между анодами триодов колеблется в пределах от 0,04 до 0,15 пф.
Измерение статических междуэлектродных емкостей производится на частоте, на
которой можно пренебречь влиянием индуктивностей выводов, например на
частоте f = 465 кГц. Двойной триод типа 6НЗП с успехом может
работать и на частотах, измеряемых десятками мегагерц, но индуктивностями
выводов в этом случае уже нельзя пренебрегать, в особенности если триоды
находятся в рабочем режиме и представляют собой активные элементы, а
не простое подобие конденсаторов с тремя системами проводников. Особенно
сильно будет сказываться влияние индуктивности катодного вывода.
Междуэлектродные емкости лампы при нагретом катоде больше, чем
в случае, когда катод не нагрет. Это объясняется повышением проводимости
оксидного покрытия эмиттера, появлением массы электронов в междуэлектродном
пространстве, изменением размеров электродов вследствие их нагревания,
увеличением диэлектрической проницаемости изоляционных материалов (стекла и
слюды) и т. д.
Отсутствие радиаторов у сеток и уменьшение длины электродов
позволило уменьшить высоту лампы на 8,5 мм, но одновременно привело к
значительному повышению рабочей температуры сетки. Особенно сильно
нагреваются средние части витков сетки вследствие их близости к раскаленному
катоду. Для того чтобы термоэлектронный ток сетки (ток эмиссии витков сетки)
снизить до незначительной величины, вольфрамовая проволока, из которой
сделана сетка, покрывается тонким слоем золота.
При эксплуатации лампы типа 6НЗП допускаются следующие
предельные значения напряжений, токов и мощности рассеивания:
Наибольшее напряжение накала 7,0 В
Наименьшее напряжение накала 5,7 В
Наибольшее напряжение на аноде 300 В
Наибольшее допустимое напряжение между катодом и нитью накала
100 В
Наибольшая мощность рассеивания на аноде 1,5 Вт
Наибольшая постоянная составляющая тока катода 18 мА
Наибольшее сопротивление цепи сетки постоянному току 1 мОм
Все величины, кроме напряжения накала, относятся к одному
триоду.
Рис. 2
На рис. 2 показано семейство анодных характеристик одного
триода лампы 6НЗП при различных значениях отрицательного напряжения на
управляющей сетке. Линией Pа
макс ограничена область допустимой мощности рассеивания, выделяемой на
аноде (Ра макс =1,5 вт.),у вертикальной
прямой
Ua макс — область допустимых напряжений на
аноде (Ua макс
= 300 В). Рабочая точка должна лежать ниже линии максимальной
мощности и левее линии максимального допустимого напряжения на аноде.
На рис. 3 приведено семейство сеточных характеристик при
различных напряжениях на аноде. Рабочая точка должна быть расположена в
области, ограниченной линией Ра макс = 1,5
вт. и характеристикой, соответствующей напряжению Ua
макс = 300 В.
Рис. 3
Зависимость тока сетки от напряжения на ней при Ua
= 50, 100 и 150 В показана в правой части рис. 4. Область
напряжений на сетке, при которых ток сетки заметно снижает входное
сопротивление лампы, лежит в пределах от — 0,9 до + 0,3 В при
работе на частотах в несколько десятков мегагерц. Поэтому режим работы лампы
в усилителе следует выбирать так, чтобы суммарное напряжение на сетке в
рабочем режиме было не ниже указанных величин. Следует учесть также, что
характеристики электронного тока сетки отдельных экземпляров ламп типа 6НЗП
могут отличаться от приведенной в пределах до 0,4 В, а в отдельных
случаях и более. Напряжение отрицательного смещения — 2,0 В
следует считать оптимальным. Такое напряжение смещения является вполне
достаточным для того, чтобы исключить возможность появления заметного
электронного тока сетки даже при амплитуде переменного напряжения,
подаваемого на сетку, равной 1,2 В. С другой стороны, при таком
напряжении смещения крутизна S лампы имеет высокое значение (порядка 6,6
мА/В). При напряжении смещения отличном от оптимального или снижается
допустимая амплитуда напряжения усиливаемого сигнала, или уменьшается
крутизна характеристики S лампы, а следовательно, уменьшается и усиление
каскада. В отдельных случаях (например, при усилении сигналов с амплитудой
менее 0,1 В) возможен выбор иного режима, например Uа
= 125 В, Ес= — 1,0 В (Rсмещ
= 100 Ом); Iа = 10 мА,
S = 6,4 мА/В. Повышение
крутизны характеристики с 5,6 до 6,4 мА/В
даст возможность в этом режиме получить выигрыш в усилении на 15%, однако
стабильность режима вследствие уменьшения величины катодного сопротивления
будет понижена. Кроме того, применение такого режима в первом каскаде
приёмного устройства может вызывать повышение сеточного тока, так как
напряжение помех на сетке лампы вследствие низкой избирательности входных
контуров может составлять более нескольких десятых долей вольта. Эффективная
добротность контура в цепи сетки тогда уменьшится, и полезный сигнал будет
модулирован помехами.
В левой части рис. 4 показано семейство характеристик
зависимости тока анода и тока сетки от анодного напряжения при отрицательных
и положительных напряжениях на сетке. Эти характеристики необходимы для
определения условий работы лампы в режиме генерирования колебания, когда
напряжение на сетке на мгновение становится положительным и достигает
величины в несколько вольт.
На рис. 5 изображена зависимость трех основных параметров S,
μ и Ri каждого из триодов лампы 6НЗП от напряжения
на сетке при напряжении на аноде 150 В. Здесь же приведена кривая
Iа.
Обращает на себя внимание то, что коэффициент усиления сильно зависит от
напряжения на сетке. Обычно коэффициент усиления μ в отличие от
крутизны характеристики S и внутреннего сопротивления Ri
принято считать почти постоянным. Большой диапазон изменений μ может
быть объяснен здесь неравномерностью электрического поля у поверхности
катода.
Рис. 4
Рис. 5
Как известно, положительный потенциал анода создает у
поверхности катода ускоряющее поле, а отрицательный потенциал на сетке —
тормозящее. Наиболее сильное влияние потенциала сетки испытывают те участки
поверхности катода, которые лежат непосредственно под ее витками. Потенциал
анода оказывает на этих участках меньшее влияние, так как находящиеся над
ними витки сетки выполняют роль экранов. Наоборот, участки, лежащие между
витками и более удаленные от последних, испытывают меньшее влияние
потенциала сетки и наибольшее влияние потенциала анода.
Коэффициент, показывающий, во сколько раз изменение потенциала
на аноде должно быть больше изменения потенциала на сетке для того, чтобы
создать у поверхности катода равное по величине электрическое поле, известен
как коэффициент усиления μ. Очевидно, что различным участкам катода, в
разной степени подвергающимся действию напряжений на аноде и сетке,
соответствуют свои частные значения коэффициента усиления. Участкам, лежащим
непосредственно под витками сетки, соответствует наибольший коэффициент
усиления, а участкам между витками — наименьший.
Расстояние сетка—катод у триодов 6НЗП лишь в три раза больше
диаметра проволоки витков сетки, поэтому участки катода, лежащие
непосредственно под витками, заэкранированы очень сильно. Шаг витков сетки
6НЗП в полтора раза больше расстояния сетка—катод. Вследствие этого триоды
лампы 6НЗП, так же как и триоды других современных ламп, представляют собой
как бы совокупность множества соединенных параллельно элементарных триодов с
разными, но постоянными по величине коэффициентами усиления. Очевидно, что
общий коэффициент усиления триода является средней величиной и может быть
получен усреднением частных коэффициентов усиления элементарных триодов.
Рассматривая рис. 5, можно заметить, что минимальное значение
коэффициента усиления получается при напряжении на сетке почти равном
напряжению запирания. При этих условиях анодный ток образуется электронами,
вылетевшими из тех участков катода, которые лежат между витками сетки и
имеют наименьший коэффициент усиления. Элементарные триоды с большими
значениями частных коэффициентов усиления остаются запертыми и поэтому
начальный коэффициент усиления всего триода получается минимальным. При
уменьшении отрицательного напряжения смещения по мере отпирания лампы
включаются элементарные триоды с более высокими значениями частных
коэффициентов усиления, благодаря чему μ всего триода растет и при
номинальном токе анода в 8 мА достигает номинальной величины 35. При
напряжении смещения близком к нулю μ всего триода возрастает до 44.
Следует отметить, что показанные на рис. 5 пределы изменения μ от 20 до 44
относятся к определенной величине напряжения на аноде равной 150 В.
При больших напряжениях на аноде диапазон изменений μ будет больше, а
при меньших — меньший, Два других основных параметра лампы SиRi
изменяются в значительно большей степени.
Лампа типа 6НЗП может применяться как для усиления низкой, так
и высокой частоты. Малый уровень внутренних шумов позволяет использовать эту
лампу в первых каскадах высокочувствительных приемников и в широкополосных
усилителях. Входное сопротивление триода 6НЗП в номинальном режиме (Еc
= — 2 В; Iа = 8 мА)
на частоте 50 мГц приблизительно равно 8000 Ом, а на
частоте 100 мГц — 2000 Ом.
Режим работы лампы может быть выбран по приведенным выше характеристикам с
учетом высказанных соображений.
|