тем не менее путем экранирования возможно уменьшить проходную емкость лампы в сотни раз.

Вйвду Того что экранирующая сетка сильно ослабляет электростатическое воздействие анода, катодный ток при нулевом напряжении экранирующей сетки оказывается равным нулю, несмотря на наличие положительного напряжения анода. Поэтому для создания необходимой величины

Пеитод 6ШП 6 тетрадном режиме

го ио 60 80 W0 tZOUajB

Рис. 3.3. Динатрониый эффект в тетроде

катодного тока на экранирующую сетку подают положительное напряжение, доходящее до 50-100% от анодного. Заземление экранирующей сетки осуществляют лишь по высокой частоте с помощью конденсатора достаточно большой емкости (рис. 3.2), препятствующего появлению на экранирующей сетке обусловленного воздействием анода высокочастотного напряжения, которое может создать вредную связь между выходом и входом лампы.

Разработанная в 1924 г. четырехэлектродная усилительная лампа с экранирующей сеткой или, как ее называют, тетрод благодаря малой величине проходной емкости дает устойчивое усиление на значительно более высоких частотах, чем триод.

Анодная характеристика тетрода показана на рис. 3.3. При малых анодных напряжениях увеличение напряжения анода сопровождается быстрым увеличением анодного тока, но когда напряжение анода достигает 10-hl5e, энергия

электронов возрастает настолько, что возникает вторичная эмиссия электронов из анода. Электроны, выбитые из анода, устремляются на экранирующую сетку, которая, имеет более высокий потенциал (порядка сотни вольт). При этом результирующий анодный ток, определяемый разностью приходящих на анод и уходящих с анода электронов, уменьшается, а ток экранирующей сетки соответственно возрастает.

При увеличении анодного напряжения кинетическая энергия электронов растет, количество выбиваемых из анода вторичных электронов, приходящееся на каждый падающий электрон, увеличивается, в результате ток анода начинает падать. Падение анодного тока с ростом напряжения анода пррдолжается до тех пор, пока анодное напряжение не приблизится по величине к напряжению экранирующей сетки. При дальнейшем увеличении напряжения анода переход вторичных электронов на экранирующую сетку прекращается и анодный ток начинает резко расти, а ток экранирующей сетки - резко падать. При i/g > имеет место переход электронов вторичной эмиссии с экранирующей сетки на анод, и ток экранирующей сетки может даже стать отрицательным.

Переход электронов вторичной эмиссии на другой электрод носит название динатронного эффекта. В тетроде этот эффект приводит к появлению падающего участка А Б на анодной характеристике. Ввиду того что вторичная эмиссия электронов из анода зависит от целого ряда случайных факторов, характеристики тетрода на падающем участке нестабильны. Наличие падающего участка на анодной характеристике снижает к. п. д. усилителя и может привести к искажениям при усилении и самопроизвольной генерации колебаний. Поэтому динатронный эффект является серьезнейшим недостатком тетрода.

9 3.2. ПОДАВЛЕНИЕ ДИНАТРОННОГО ЭФФЕКТА С ПОМОЩЬЮ ЗАЩИТНОЙ СЕТКИ

Динатронный эффект в лампах с экранирующей сеткой можно подавись, создав перед анодом А с помощью специальной сетки Сз (рис. 3.4) электрическое псле, тормозящее вторичные электроны и препятствующее их переходу на экранирующую сетку Cj. Эта сетка Сз называется

защитной, или антидинатронной. Ламйа с защитной сеткой имеет пять электродов, поэтому ее называют п е н-Тедом. Сетка называется управляющей.

Q На рис. 3.5 показаны эквипотен-

II циальные линии поля (а) и распреде-

ление потенциала в пентоде (б). Защитная сетка обычно соединяется с катодом, поэтому в распределении потенциала на участке экранирующая сетка - анод в сечении /, проходящем через виток защитной сетки, создается минимум, в котором потенциал равен. нулю. В сечении .2, проходящем посередине между витками, минимум имеет положительный потенциал и поэтому он не представляет серьезного препятствия для первичного потока электронов, движущегося на анод с большой скоростью, определяемой потенциалом экранирующей сетки и^г- В то же

+100

.......с,

Рис. 3.4. Электродная система пентода

т

Рис. 3.5. Распределение потенциала в пентоде

время вторичные электроны, вылетающие из анода с относительно небольшими скоростями, этот минимум потенциала преодолеть не могут, так как их начальная скорость недостаточна, и возвращаются на анод. В результате дина-тронный эффект в пентоде не возникает и на характеристике пентода (рис. 3.6) отсутствует типичный для тетрода падающий участок, приводящий к искажениям и неустойчивой работе лампы в усилительном режиме. Поэтому пен-твд илявтся более сбЁерШёШюй ламйой, чем тетрод.

т

Те/10 16

12 10 8 6 k 2 Ч

UcrO

< О Z0 40 60 80 W01Z0140160180 Uafi

Рис. 3.6. Сравнение анодных характеристик тетрода и пентода

§ 3.3. ТОКИ в ПЕНТОДЕ

Катодный ток

Определим величину катодного тока пентода в режиме пространственного заряда и зависимость ее от напряжений электродов. Как и в триоде, эта задача может быть решена путем сведения лампы к эквивалентному диоду, ток которого вычисляется по закону степени трех вторых.

Для определения действующих напряжений воспользуемся соотношением (2.16), выведенным для триода:

1 -hkD

(3.1)

с целью упрощения вычислений при определении действующих напряжений второй и третьей сеток будем считать, что знаменатель в этом выражении равен единице.

Обозначив прямую проницаемость защитной сетки D, а обратную Ds, запишем выражение для действующего напряжения защитной сетки:

(3.2) ИЗ i

проницаемости экранирующей сетки обозначим и Dz . Тогда действующее напряжение экранирующей сетки

Ua, = +D, и в, + D2 Ue, U + D, U,

так как обычно Ds Ui < Uc.

Использовав (3.2), получим следующее приближенное выражение для действующего напряжения экранирующей С1чтки:

U32U + D,Uc, + D,D,U, (D2D; 1). (3.3)

Обозначив проницае,мость управляющей сетки Dj, запишем выражение для действующего напряжения управляющей сетки:

1 + Xi

(3,4)

Применив к эквивалентному диоду закон степени трех вторых, определим катодный ток пентода:

= g. (Uci +1), Uc, + D, D,Ucs + D, D, D, UY\ (3.5)

где для плоскостной и цилиндрической конструкций соответственно:

= 2,33-10-6

4, (\D,f<

2,33-10-6

Пс1

-c.Pc,(l+X,Dj)3/2

Анализируя полученное соотношение, отметим, что анодное напряжение входит в выражение для действующего напряжения Ud\, умноженным на произведение D ~ = DDiPs, характеризующее общую проницаемость сеток пентода и являющееся весьма малой величиной. Поэтому влияние анодного напря5кения на действующее напряжение Usi, а следовательно, и на катодный ток в пентоде весьма незначительно. Также незначительным является влияние на катодный ток и напряжения защитной сетки, поскольку

проницаемость густой экранирующей сетки Da весьма мала и поле защитной сетки у катода близко к нулю. Основное влияние на величину катодного тока в пентоде оказывают напряжения управляющей и экранирующей сетки, поэтому во многих случаях для определения катодного тока можно пользоваться следующим упрощенным выражением:

/н = §о{с1 + £(/,з)3/2. (3.6)

Зависимость катодного тока от напряжения управляющей сетки представляет собой в соответствии с (3.5) и (3.6)

О го ио 60 80 юотт 160180 Vafi

Рис. 3.7. Зависимость токов пентода от анодного напряжения

полукубическую параболу, как и в триоде. Практически из-за влияния ряда причин, имеющих значение и для трех-электродной лампы (см. § 2.4), зависимость определяется степенью выше 3/2, т. е. реальные характеристики более криволинейны, чем теоретические.

Токораспределение в пентоде

При отрицательных напряжениях управляющей сетки и нулевом напряжении защитной сетки, что соответствует типичному рабочему режиму лампы, катодный ток распре-