Название: Электровакуумные приборы (Алексеев C. Н.)

Жанр: Военный

Просмотров: 4049


1.9 особенности устройства электронных ламп

 

Анод принимает на себя поток электронов. Происходит электронная бом- бардировка анода, от которой он нагревается. Кроме того, анод нагревается от теплового излучения катода [4, 5].

Важно, чтобы анод не нагревался выше предельной температуры. При перегреве из анода могут выделяться газы, и тогда нарушается вакуум. Воз- можно даже расплавление анода от чрезмерного перегрева. Кроме того, рас- каленный анод испускает тепловые лучи, которые могут вызвать перегрев катода.

У ламп малой мощности и большинства ламп средней мощности анод

имеет лучистое охлаждение. Теплота отводится излучением анода. Для уси- ления теплового излучения увеличивают площадь поверхности анода (часто снабжают рёбрами) и делают её черной или матовой (рис. 1.10). В лампах средней и большой мощности иногда применяется принудительное охлажде- ние потоком воздуха. Вывод анода снабжается радиатором, который обдува- ется вентилятором. У ламп большой мощности применяется также принуди- тельное охлаждение анода проточной водой.

Работа ламп ухудшается, если сетка, нагреваясь от накалённого катода, начинает испускать термоэлектроны. Для устранения этого явления провод- ники сетки покрывают слоем металла с большой работой выхода, например золота.

Чтобы эффективно управлять электронным потоком, сетку располагают очень близко к катоду.

Вакуум в лампах необходим прежде всего потому, что накалённый катод при наличии воздуха сгорит. Кроме того, молекулы газов не должны мешать

 

 

свободному полёту электронов. Высокий вакуум в лампах характеризуется давлением менее 100 мкПа. Если вакуум недостаточный, то летящие элек- троны ударяют в молекулы газов и превращают их в положительные ионы, которые бомбардируют и разрушают катод. Ионизация газов увеличивает также инерционность и нестабильность работы лампы и создаёт дополни- тельные шумы .

Предварительную откачку воздуха производят форвакуумными насосами,

затем продолжают высоковакуумными насосами.

Для улучшения вакуума в лампу помещают газопоглотитель (геттер), на- пример кусочек магния или бария. Кроме того, остатки газов на электродах удаляют путем нагрева их до красного каления. Лампу помещают в перемен-

ное магнитное поле, индуцирующее в электродах вихревые токи, которые ра- зогревают металл. При разогреве лампы указанным выше индукционным способом газопоглотитель испаряется и после охлаждения оседает на стекле баллона, покрывая его зеркальным слоем (магний) или коричневато-черным (барий). Этот слой поглощает газы, которые могут выделиться из электродов в процессе работы лампы.

Размеры баллона лампы зависят от её мощности. Чтобы температура бал- лона не стала недопустимо высокой, увеличивают площадь его поверхности. Наиболее часто применяют стеклянные баллоны, но у керамических значи- тельно выше термостойкость и механическая прочность. Металлические (стальные) баллоны имеют большую прочность и обеспечивают хорошее эк- ранирование лампы от внешних электрических и магнитных полей. Но они сильно нагреваются, это приводит к перегреву электродов.

В последние годы выпуск ламп с металлическими баллонами прекращен.

 

 
В лампах старого типа электроды укреплены на стек- лянной ножке в виде трубки, сплющенной на одном из кон- цов (рис. 1.11).

В эту ножку впаяны про- волочки из металла, имеюще- го одинаковый со стеклом температурный коэффициент расширения. Концы выводи- мых проволочек приварены к

проводникам, идущим к  кон-

тактным штырькам цоколя.

Держатели электродов крепятся в слюдяных или ке- рамических             пластинах-

изоляторах,    благодаря       чему фиксируется расстояние  меж-

ду электродами (рис. 1.12).

Рис. 1.11  Лампа старого типа

с электродами, которые укреплены на стеклянной ножке  в виде трубки

 

 

 

 
У ламп пальчиковой серии и ряда других электроды монтируются па пло- ской ножке (рис. 1.13), представляющей собой утолщенное стеклянное осно- вание баллона. В ножку впаяны проводники, которые снаружи выполняют роль контактных штырьков, а внутри лампы являются держателями электро- дов.

 

 

Рис. 1.12 Держатели электро- дов крепятся в слюдяных или керамических пластинах- изоляторах

Рис. 1.13 Лампа старого типа с электродами, которые монти- руются на плоской ножке

Катод прямого накала обычно натягивается с помощью пружинки, чтобы он не провисал при удлинении от нагрева.

В лампах имеются еще некоторые вспомогательные детали (рис. 1.14).

К ним относятся держатели для геттера, электростатические экраны, устра- няющие ёмкостные токи между отдельными частями лампы или защищаю- щие лампу от воздействия внешних электрических полей.

Особое внимание уделяется точности сборки и прочности крепления электродов. Но всё же существует разброс электрических свойств между от- дельными экземплярами ламп данного типа. Он объясняется неоднородно- стью деталей, их случайными деформациями при сборке, неточностью сбор- ки, неодинаковостью эмиссии катодов у различных экземпляров ламп и дру- гими причинами.

Система выводов от электродов, служащая для подключения лампы к схеме называется цоколевкой лампы (рис. 1.15). Стеклянные лампы с цоколем имеют восемь штырьков,  расположенных    в  вершинах правильного вось- миугольника.

В центре цоколя находится ключ, т. е. более длинный штырёк с высту- пом, обеспечивающий правильную установку лампы. Штырьки принято ну- меровать по часовой стрелке от  выступа на ключе. Электростатический эк-

ран, имеющийся внутри некоторых ламп, соединён с одним из штырьков.

У различных ламп электроды соединяются с разными штырьками. Схемы цоколевки приводятся в справочниках.

При анодных напряжениях в сотни вольт все электроды имеют выводы на цоколь. А у ламп на напряжения в тысячи вольт вывод анода часто находится наверху баллона.

 

 

 

 
Рис. 1.14 Вспомогательные

детали в лампах

Рис. 1.15 Цоколевка лампы

 

 

 

 
Рис. 1.16 Выводы электродов у пальчиковых ламп

 

Выводы электродов у пальчиковых ламп сделаны в виде семи или девяти, или десяти заострённых проводников, впаянных в плоскую ножку и располо- женных  соответственно   в   вершинах  правильного     многоугольника (рис.

1.16).

Сверхминиатюрные бесцокольные лампы имеют выводы от электродов в виде проволочек. У мощных ламп выводы от электродов часто делают в раз-

ных местах баллона и на удалении друг от друга, так как разные значения напряжений между этими выводами могут быть значительными.