Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Двухэлектродные лампы 

1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

которое описывает прохождение электронов через потенциальный барьер на границе металл - вакуум. В нашем случае высоту потенциального барьера следует взять равной фо + t/min, тогда уравнение (1.15) определит поток зарядов, преодолевающих этот барьер, т. е. анодный тбк

e.(?o + mi п) gmin


= * . (I.t6)

Практически этим уравнением пользоваться трудно, так как величина Um[n нам не известна. Но при достаточно больших отрицательных напряжениях анода Uin = -i/g- Чтобы убедиться в этом, рассмотрим распределение потенциала в диоде при различных напряжениях анода (рис. 1.12).

При уменьшении напряжения анода минимум потенциала постепенно приближается к аноду и при небольшом отрицательном напряжении попадает на анод (кривая 5). Начиная с этого момента, высота потенциального барьера, который должны преодолеть электроны для того чтобы попасть ца анод, становится равной t/g. Следовательно, для определения величины анодного тока в данном режиме, который будем называть режимом тормозящего по-л я, требуется в уравнении (1.16) заменить t/min на -[/:

Рис. 1,12. Распределение потенциала в диоде при различных напряжениях анода

/. = /<, е

(1.17)-:

В режиме тормозящего поля, как видно из этого уравнения, ток и напряжение анода связаны друг с другом экспоненциальной зависимостью и закон степени трех вторых; силы не имеет. ]

Реальные характеристики диода в нач;альной области' приведены на рис. 1.13,а. Для того чтобы убедиться, в ка-; кой мере они совпадают с теоретическими характеристиками, можно применить следующий метод. Из соотношения (1.17) вытекает, что

..-. ;(1Л8)

т. е. In/а и 6а с-в-язаны-линейной зависимостью. Поэтому, если построенный по экспериментальным- данным график In /а =/(f/a) является прямолинейным, то рассматриваемые характеристики описываются экспоненциальной зависимостью (1.17). - -


200- . .

Л о


1 = 1,58а

-1,5 -1,0 -0,5 OUaS -г, -1

°) ff)

Lnia 5

Ч

.0 1/а,в'

Рис. 1.13. Реальные характеристики диода 2Д2С в начальной обла-

Исследования показывают, что реальные и теоретические характеристики диода в режиме тормозящего поля хорошо совпадают (рис. 1.13,6). При небольших отрицательных напряжениях анода реальные характеристики отклоняются от зависимости (1.17) из-за влияния поля пространственного заряда. Однако сдвиг характеристик относительно оси токов определяется не только начальной скоростью электронов; (темпер ату рой катода), но и контактной разностью потенциалов между катодом и анодом. Обычно работа выхода электронов из анода ефд больше, чем работа выхода электронов из катода ещ, и контактная разность потенциалов анод - катод Фак = Фа=-Фо отрицательна. При этом в лампе существует тормозящее поле, и для того чтобы прекратить ток в цепи анода, обусловлен-



ный начальной скоростью электронов, необходимо меньшее по величине отрицательное напряжение. Следовательно, характеристика лампы разместится правее, чем при отсутствии контактной разности потенциалов, а уравнение (1.17) приобретает вид

(1.19)

Необходимо отметить, что величина контактной разности потенциалов в лампах не является строго постоянной. Вследствие попадания на анод распыляющихся с накаленного катода веществ, изменяющих работу выхода электронов из анода, на практике наблюдается нестабильность начальной области анодной характеристики, которая в течение времени ползает вправо и влево, что отрицательно сказывается на устойчивости работы электронных устройств.

§ 1.4. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДИОДА

Дифференциальными параметрами электрЬнного прибора называются величины, определяющие связь между малыми приращениями напряжений и токов прибора.

В диоде анодный ток связан функциональной зависимостью с напряжениями анода и накала = f{iJ, U). Для малых приращений при i/ = const можно написать следующее соотношение:

Величина

(1.20)

(1.21)

является дифференциальным параметром диода. Ее называют крутизной, так как она численно равна тангенсу угла наклона касательной в данной точке к кривой 4 = fia) и, следовательно, определяет подъем анодной характеристики диода.

Приближенное значение крутизны можно найти ло анодной характеристике. Для этой цели возьмем небольшое

приращение напряжения анода Ai/д = Ua-Ua, так чтобы в этих пределах участок анодной характеристики можно было считать прямолинейным (рис. 1.14). Затем по характеристике определим приращение тока А/ = /а - /а, соответствующее выбранному приращению напряжения. Отношение этих приращений и дает приближенное значение крутизны характеристики диода на данном участке:

S = . (1.22)

At/a

Обычно крутизна измеряется в ма1в или в мка1в (миллиси-менс или микросииенс, соответственно).

Чем меньше взято приращение h.U, тем ближе будет полученный результат к истинному зн а ч е н и ю крутизны в данной


Рис. 1.14. Определение параметров диода по характеристике

Рис. 1.15. Диод в режиме малых амплитуд

точке. Однако при очень малых приращениях точность определения крутизны падает из-за роста погрешности отсчета величин на графике. Более точные результаты дает измерение круГийны t помощью крутизномера.

Крутизну можнэ рассматривать и как проводимость диода при йебольдюй величине переменного напряжения анода (/ а режиме, заданном постоянным напряжением анода (рис. 1,15). При этом в соответствии с (1.20) переменная составляющая тока анода определяется выражением

/.a = Sf/,a. (1-23)



Зависимость-крутизны характеристики от теометрйче: ских размеров диода й От найряжения анОДа можно пОлучИть из закона степени трёх вторых, даффёренцир^я выражение

(1.13): : .

(1.24)

S = - 2,33 10--

Крутизна пропорциональна эффективной площади электродов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. При увеличении анодного напряжения крутизна, как следует из (1.24), растет пропорционально Однако в реальном диоде по мере приближения к режиму насыщения крутизна, как видно из характеристики (рис. 1.14), сначала перестает расти, а затем начинает падать.

В начальной области характеристики соотношение, для крутизны вытекает; из выражения (1.17):

а

(1.25)

Например, при температуре катода Т = 1000° К (оксидный катод)величина=, 11,6, следовательно, S = И.б/д.

Часто вместо крутизны используется внутреннее со-п{)отивление диода

(1.26)

Этот параметр характеризует сопротивление лампы переменной составляющей анодного тока малой амплитуды. Сравнивая (1.26) и (1.21), видим, что внутреннее сопротивление представляет собой величину, обратную крутизне диода:

Ri = \- {1-27)

Кроме внутреннего сопротивления Ri, диод характеризуется также соЬротивлением при постоянном токе:

(1.28

Из выражений (1.26) и (1.28) вытекает, что Ri и i?o- величины существенно разные.

§ 1..э. ТИПЫ ДВУХЭЛЕКТРОДНЫХ ЛАМП

Кенотроны

Двухэлектродные лампы широко применяют в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры для выпрямления. переменного тока, т. е. для преобразования его в постоянный. Такие лампы называются кенотронами.

Простейшая схема выпрямителя показана на рис. 1.16. Катод кенотрона нагревается переменным током от спе-

Т

C±R i/л

Рис. 1.16. Схема однополу пер йодного выпрямителя

циальной обмотки трансформатора. Переменное напряжение, повышенное с помощью трансформатора Т до необходимой величины т, подается через диод на конденсатор С большой емкости. Параллельно конденсатору включена нагрузка R, ток которой должен быть постоянным. Периодически напряжение анода становится положительным, тогда через диод проходят импульсы тока, которые подзаряжают конденсатор. Остальную часть периода конденсатор разряжается через нагрузку. Так как емкость конденсатора выбирается достаточно большой, то напряжение его меняется мало. Напряжение нагрузки выпр = Uc оказывается практически постоянным и через нее течет постоянный ток:

выпр =

На рис. 1.17, а.показан график изменения напряжения анода во времени. Напряжение анода представляет собой алгебраическую сумму постоянного напряжения нагрузки и^ыпр и переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора ej = Ejsm Ы.



1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32