здесь

2,33-10- П

Для плоскопараллельного триода

2,33-10~° Па

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

§ 2.4. ХАРАКТЕРИСТИКИ АНОДНОГО И СЕТОЧНОГО ТОКОВ ТРИОДА

Рассмотрим зависимости анодного и сеточного токов триода от Напряжений электродов. Знание этих зависимостей необходимо для правильного выбора рабочего режима лампы, обеспечивающего наиболее эффективное использование ее возможностей.

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

/а = /(с.а); /c = /(tc.a).

Практически удобно эти зависимости представлять в виде функций одной переменной, считая вторую независимую переменную параметром режима. Таким образом, выбирая в качестве параметра режима напряжение сетки, для анодного тока получим семейство анодных или выходных характеристик:

4 = f(a) при t/c= const,

которые выражают зависимость анодного тока от напряжения анода при различных постоянных Напряжениях сетки, а для сеточного тока - сейейство се точно-анодных характеристик:

с = /(а) при t/c = const,

называемых также характеристиками обратного действия.

Если в качестве параметра режима выбрать напряжение анода, то получим семейство анодно-сеточных характеристик:

/a = /(t/c) при t/, = const,

выражающих зависимость анодного тока от напряжения сетки при заданных постоянных напряжениях анода. Их называют также характеристиками управления.

Подобным образом для сеточного тока получаем семейство сеточных (или входных) характеристик:

/,=f(i/,) при i/, = const.

Очевидно, что 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.

В данном параграфе рассмотрены статические характеристики триода, устанавливающие соответствие между токами и напряжениями лампы в статическом режиме, когда напряжения и токи постоянны. Эти же характеристики определяют связь между токами и напряжениями в квазистатическом режи-м е, когда напряжения меняются относительно медленно, так что в каждый отдельный момент времени режим можно считать установившимся. Квазистатический режим охватывает большинство практических применений триода. Особенности динамического режима триода будут рассмотрены в § 2.8.

Статические характеристики триода при отрицательном напряжении сетки

а. Анодный ток при отрицательном напряжении сетки

При отрицательном напряжении сетки все электроны, прердолевшие минимум потенциала у катода, устремляются на анод, величину анодного тока в этом случае можно вычислить по закону степени трех вторых (2.19), положив /и = /а:

(2.20) 65

При фиксированных напряжениях сетки эта зависимость определяет теоретические анодные характеристики триода. Если напряжение сетки равно нулю, характеристика анодного тока идет из начала координат по закону

= ВтО и'1 (рис. 2.8). Если напряжение сетки отрицательно, то при увеличении анодного напряжения от ну-

Рис. 2.8. Теоретические анодные Рис. 2.9. Теоретические характеристики триода анодно-сеточные характе-

ристики триода

ля тока в анодной цепи не будет до тех пор, пока ускоряющее поле анода в прикатодной области не превзойдет по величине тормозящее поле сетки. Величину анодного напряжения 6ао, при котором появится ток в анодной цепи, найдем из закона степени трех вторых, положив /а = 0. Тогда

fao=-%-- (2.21)

Чем больше отрицательное напряжение сетки, тем сильнее вправо сдвигается анодная характеристика. Если напряжение сетки изменить на ALc, то, как следуег из закона степени трех вторых (2.20), все точки анодной характеристики сдвинутся по оси напряжений на одну а ту же величину:

АС/с D

которую будем называть анодным напряжением сдвига.

Теоретические анодно-сеточные характеристики триода, определяемые зависимостью (2.20), представлены на рис. 2.9. Чем больше величина анодного напряжения, для которого госгроена характеристика, тем сильнее эта характеристика сдвинута влево. Величина запирающего напряжения сетки в соответствии с (2.21) равна:

/,о=-Ша, (2.22)

а сеточное напряжение сдвига

Реальные характеристики триода в основном соответствуют теоретическим, но они более криволинейны, имеют

бнгбп

Uc,B -6 -S -If -3 -г -1 9 50 100 150 200 Uufi Рис. 2.10. Реальные характеристики триода

непостоянный сдвиг и менее резкую отсечку анодного тока (рис. 2.10). Отклонения реальных характеристик от теоретических вызываются р,чдом причин, некоторые из них (неравномерное распределение температуры по катоду, неоднородность катода, контактная разность потенциалов) проявляются и в двухэлектроднон лампе, часть специфична для триода. К последним относится прежде всего неоднородность поля сетки в прикатодной области, особенно в лампах с редкой сетной {h > 2dc). В таки:с лампах при отрицательном напряжении сетки электроны идут от катода не равномерным потоком, а в большем количестве с участков между витками

сетки, подвергающихся более сильному воздействию поля анода (рис. 2.11). При увеличении-отрицательного напряжения сетки размер эмиттирующих 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. 2.9. Из-за островкового эффекта проницаемость сетки становится переменной, увеличиваясь с ростом отрицательного напряжения сетки.

Катод

Рис. 2.11. Электрическое поле в триоде с редкой сеткой

С ростом анодного напряжения проницаемость по той же причине уменьшается, а анодный ток вследствие этого растет 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. 2.10). Чем больше отрицательное напряжение сетки, тем сильнее этот эффект и тем положе идут анодные характеристики.

Непостоянство проницаемости сетки может вызываться неравномерностью шага ее витков, обусловленной производственными дефектами, и действием траверс сетки, вблизи от 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 компоненту анодного тока. Это явление также приводит к удлинению хвоста характеристики.

б. Сеточный ток при отрицательном напряжении сетки

влектронный ток сетки

При небольших отрицательных напряжениях сетки в ее цепи протекает ток, обусловленный электронами, вылетающими из катода с достаточно большими начальными скоростями. Эти электроны преодолевают тормозящее поле у витков сетки и, попадая на сетку, создают сеточный ток. При увеличении отрица-

тельного напряжения сетки число электронов, которые могут преодолеть ее тормозящее поле, падает и электронный ток сетки уменьшается (рис. 2.12, кривая 1).

По аналогии с выражением (1.19) для анодного тока диода в режиме тормозящего поля можно написать следующее соотношение для электронного тока сетки при отрицательном сеточном напряжении:

IcAfKa

Рис. 2.12. Начальная область характеристики сеточного тока в триоде

(2.23)

где р - коэффициент перехвата электронов сеткой, зависящий от густоты сетки и от расстояния ее от катода;

Фск - контактная разность потенциалов между сеакой и катодом.

Обычно сетка изготовляется из молибдена, имеющего большую работу выхода, чем активированный катод, поэтому контактная разность потенциалов сетка - катод отрицательна и сдвигает характеристику сеточного тока вправо.

При работе лампы испаряющиеся с катода активирующие вещества, например барий, могут оседать на поверхности сетки, изменяя ее работу выхода. В то же время вслед-