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

при очень высоких частотах на свойства диода оказывает влияние индуктивность выводов анода La и катода L (рйс. 1.34). Хотя величина индуктивности выводов Ljb = =La+LK и невелика (порядка 0,01 мкгн), но индуктивное сопротивление их ojLbb с ростом частоты может стать соизмеримым с емкостным сопротивлением - и в лампе возникнут резонансные явления. Частота

Вывод катода

Газопагмо титель


2kY LsbI

Сак

носит название собственной резонансной частоты диода. Максимальная частота, на которой используется диод, должна выбираться ниже ее:

/max *С

Рис. 1.36.

Диод для частот

сверхвысоких

-ввСак

Для диодов, Применяемых на очень высоких частотах (рис. 1.35), характфны: малая величина емкости Са,(, получаемая путем предельно возможного уменьшения размеров катода и анода; малая величина времени пролета, обеспечиваемая возможно большим сближением электродов; малая величина индуктивности выводов, получаемая уменьшением их длины.

На сверхвысоких частотах, гДе используются объемные колебательные системы, выводы электррдов имеют коаксиальную или дисковую конструкцию, обеспечивающую непосредственное включение лампы в резонатор или волновод (рис. 1.36). Такие диоды находят применение до частот порядка десяти гигагерц.

ГЛАВА II

ТРЕХЭЛЕКТРОДНЫЕ ЛАМПЫ

§ 2.1. ОБНЦГЕ СВЕДЕНИЯ О ТРИОДЕ

Триод представляет собой лампу, у которой между анодом и катодом помещен третий электрод - сетка (рис. 2.1). Сетка обычно имеет вид спирали или решетки.

Основная схема включения триода показана на рис. 2.2. Анод пмеет положительный относительно катода потен-

о нательный или положи-

/I/oif -г?х: тельный. Результирующее поле у катода, определяющее величину катодного тока в этой лампе, слагается из ус-



Рис. 2.1. Устройство триода

Рис. 2.2. Основная схема включения триода

коряющего поля анода, тормозящего поля пространственного заряда н тормозящего или ускоряющего поля сетки. Как и в диоде, у катода триода под действием пространственного заряда образуется минимум потенциала (см. § 1.2), но величина его зависит от напряжения сетки. При отрица-тельно.м напряжении сетки пространственный заряд у катода возрастает и минимум потенциала увеличивается, благодаря чему поток электронов, проходящих через этот :\П1нимум на анод, уменьшается. При положительном напряжении сетки минимум потенциала у катода умень-



шается и количество электронов, проходящих через него на анод, растет.

Возможность управления анодным током путем изменения напряжения сетки является основной особенностью триода. Важное достоинство триода заключается в том, что управление током в этой лампе происходит практически безынерционно вплоть до очень высоких частот. Последнее объясняется тем, что электроны, имеющие весьма малую массу, приобретают под действием электрического поля в лампе большую скорость и преодолевают междуэлектродное пространство за очень короткое время, благодаря чему изменения тока почти без задержки следуют за изменениями сеточного напряжения.

Мощность, затрачиваемая в сеточной цепи на управление анодным током, обычно значительно меньше мощности переменной составляющей тока в анодной цепи, следовательно, можно сказать, что триод обладает способностью усиливать колебания.

Эти качества триода и обусловили его широкое практическое применоние.

§ 2.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ТРИОДЕ

Для того чтобы изучить процесс управления анодным током в триоде, необходимо иметь данные об электрическом поле, определяющем характер движения электронного потока в лампе. Аналитический расчет поля в триоде затруднен из-за сложности конфигурации электродов, поэтому на практике для определения электрических полей

в таких системах ши-

Ванна

i иной-ЛАкатор

ЗоиГ-

К----

Рис. 2.3. Определение электрического поля в триоде с помощью электролитической ванны

роко используются методы физического моделирования, в особенности метод электролитической ванны. Методы моделирования базируются на теореме подобия электрических полей, согласно которой при пропорцион а л ь н о м изменении всех гео-

метрических размеров системы электродов характер поля в системе не изменяется: форма и относительное расположение эквипотенциальных линий остаются такими же, как и в исходной системе. Подобие полей сохраняется и при изменении всех напряжений в одинаковое число раз.

Для исследования электрического поля в триоде с помощью электролитической ванны увеличенную модель

Si.*-


Рис. 2.4. Распределение потенциала в плоскопараллельном триоде при различных напряжениях сетки

триода помещают в однородную проводящую жидкость - электролит (рис. 2.3). При подаче напряжений на электроды модели через электролит текут токи, и в междуэлектродном пространстве устанавливается распределение потенциала, аналогичное истинному (в соответствии с теоремой подобия полей). С помощью металлического зонда и мостовой схемы, состоящей из сопротивлений R\, Ri и участков зонд-катод и зонд-анод , можно измерить потенциалы точек междуэлектродного пространства в электролите и;, таким образом, получить картины поля в исследуемой системе. Потенциал в точке (х,



На рис. 2.4 показаны семейства эквипотенциальных линий электрического поля в триоде плоскопараллелькой конструкции при различных напряжениях сетки и постоянном напряжении анода, полученные с помощью электролитической ванны для случая, когда в лампе отсутствует пространственный заряд (катод не накален). На рис. 2.5


Рис. 2,5. Распределение потенциала в плоскопараллельном триоде в сечении, проходящем от катода к аноду между витками /-/ сетки и через виток 2-2 в отсутствие пространственного заряда при различных напряжениях сетки

помещены соответствующие графики распределения потенциала в сечении 7-7 от катодак аноду, проходящем посередине между витками сетки, и в сечении 2-2, проходящем через виток сетки.

Из графиков следует, что электрическое поле в области сетки является неоднородным. Его структура определяется формой ячеек сетки и зависит от потенциалов электродов. По мере удаления от витков неоднородность поля быстро ослабевает и в непосредственной близости от катода и анода поле практически однородно при всех значениях напряжения сетки - от положительного до отрицательного, при котором лампа заперта. Однако однородное поле у катода может быть получено лишь при достаточно густой сетке: шаг сетки, как показывают исследования, не должен превосходить удвоенного расстояния сетка - катод. На практике стремятся получить именно такую конфигурацию поля у катода, потому что она обеспечивает равномерный отбор тока от катода и резкое запирание лампы, но в современных лампах, имеющих очень малое расстояние сетка - катод, сделать сетку достаточно густой не всегда удается.

Напряженность электрического поля у катода, которая определяет величину катодного тока, существенно зависит от потенциала сетки. При большом отрицательном напряжении сетки (рис. 2.5, а) у катода создается тормозящее поле. При нулевом напряжении сетки (рис. 2.5, б) поле у катода в рассматриваемом случае является ускоряющим (отсутствует пространственный заряд). При положительных напряжениях сетки (рис. 2.5, виг) ускоряющее поле у катода возрастает еще больше.

Если витки сетки достаточно тонкие, а форма поверхности, образованной ими, совпадает с формой эквипотенциальных поверхностей поля в диоде, полученном путем удаления сетки из триода, то при определенном значении потенциала сетки картина поля в триоде имеет такой же вид, как и при отсутствии сетки (см. рис. 2.5, в). Это значение потенциала сетки называется нормальным потенциалом.

В плоскопараллельном диоде при отсутствии пространственного заряда потенциал в междуэлектродном пространстве изменяется по линейному закону: U = ах. Исходя из этого можно найти, что нормальный потенциал сетки

и = и

а

(2.1)

где dc - расстояние сетка - катод; da - расстояние анод - катод. В лампе цилиндрической конструкции потенциал изменяется по логарифмическому закону U = с In . Отсюда величина нормального потенциала

In-Ic-

.= а. (2-2)

гдег , Ге, Га -рздиусы катода, сетки и анода, соответственно.

В общем случае можно написать, что нормальный потенциал сетки определяется выражением

и

(2.3)

где и - коэффициент, зависящий от конструкции 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