Название: Электровакуумные приборы (Алексеев C. Н.)

Жанр: Военный

Просмотров: 4034


2.2.3 параметры триода

Основными параметрами триода являются: крутизна характеристики S,

внутреннее сопротивление переменному току Ri

[4, 9].

и коэффициент усиления µ

Крутизна характеристики S показывает степень влияния сеточного на-

пряжения Ug  на анодный ток лампы Ia  и определяется по сеточной характе-

U

 

g

 

g

 
ристике лампы. При изменении напряжения на сетке от            '

до U'' , анодный

I

 

a

 
ток лампы изменяется от значения  '

до значения

I'' (рис. 2.17). Следователь-

a

 
'           ''

но, изменение  напряжения  на  сетке на  величину

Ug   Ug

 Ug

вызывает

 

изменение  анодного  тока  на  величину

''  I'

 

 Ia .  Крутизна  характери-

I

 

a

 

a

 
стики есть отношение изменения анодного тока к соответствующему изме-

нению напряжения на сетке при постоянном напряжении на аноде:

 

S   Ia          

''   I'

I

 

a

 

a

 
'           ''

 

 

при Ua = const.

Ug

Ug  Ug

Крутизна характеристики показывает, на сколько миллиампер изменяется

анодный ток лампы при изменении  сеточного  напряжения на 1В при неиз-

менном напряжении на аноде

Ia   SUg .

На разных участках характеристики значение крутизны различно, пара- метром лампы считают крутизну средней, прямолинейной части характери- стики, так как на этом участке значение крутизны характеристики постоян-

 

 

 

a          б

Рис. 2.17  Основные параметры триода

a – определение крутизны характеристики; б – сеточные характеристики

ламп, имеющих различную крутизну характеристики

 

 

ное. У различных ламп крутизна характеристики различна. На рис. 2.17 пока- заны характеристики двух ламп, имеющих различную крутизну. Крутизна характеристики 1 больше, чем крутизна характеристики 2. У большинства ламп крутизна характеристики имеет значение от 1 до 6 мA/B. Большая кру- тизна характеристики является достоинством лампы, так как для управления анодным током в этом случае требуются небольшие изменения напряжения на сетке.

Крутизна характеристики зависит от конструкции лампы: от размеров анода и катода, густоты сетки, расстояния между сеткой и катодом. Чем больше рабочие поверхности катода и анода, тем   большее  количество элек- тронов при прочих равных условиях участвует в создании анодного тока и

тем больше будет изменение анодного тока, вызванное изменением сеточно- го напряжения на один вольт. Чем гуще сетка и чем ближе к катоду она рас- положена, тем больше будет напряжённость электрического поля сетки при одном и том же напряжении на ней. Это означает, что при густой сетке и ма- лом расстоянии между нею и катодом изменение сеточного напряжения на один вольт сильнее влияет на величину анодного тока, чем при сетке редкой

и удалённой от катода.

Чтобы добиться большей крутизны    характеристики, лампы делают с плоским подогревным катодом, густой сеткой и малым расстоянием между сеткой и катодом. Однако при очень малом расстоянии между сеткой и като- дом напряжение запирания получается малым и сеточная характеристика располагается в основном в области положительных напряжений на сетке (характеристика в этом случае называется «правой»). При положительных

 

 
напряжениях на сетке в цепи сетки возникает сеточный ток. Режим этот не- выгоден, а часто и недопустим. Кроме того, при малом расстоянии между сеткой и катодом сетка нагревается

за         счёт   тепла,   выделяемого   ка- тодом, и с её поверхности возмож- на  термоэлектронная  эмиссия.  По

этим причинам создание триода с большим значением крутизны представляет    известные трудно- сти. Крутизна характеристики триодов, как правило, не бывает более 4 - 5 мA/B. Внутреннее со-

противление  R i

триода            пе-

 

 

Рис. 2.18  Определение внутреннего сопротивления триода по анодной характеристике

ременному току показывает, как изменяется анодный ток лампы при изменении напряжения на аноде.

Внутреннее сопротивление можно определить по анодной ха- рактеристике     лампы (рис. 2.18).

 

 

U

 

a

 
При изменении напряжения на аноде от   '

до        ''

анодный ток изменяется

U

 

I

 

a

 

a

 
от        '           до

a

 
'           ''

I '' .      Поэтому          изменение      напряжения   на        аноде  на        величину

U a    U a

'           ''

 U a соответствует           изменению     анодного        тока     на        величину

I a    I a

 I a .

Внутренним сопротивлением триода называется отношение изменения анодного напряжения к соответствующему изменению анодного тока при по- стоянном напряжении на сетке:

U      U''   U'

R       a       a          a

i           I

I''  I'

 

при Ug =const.

a          a          a

Значение внутреннего сопротивления на прямолинейном участке анодной

характеристики постоянно и является параметром лампы. На криволинейных участках характеристики внутреннее сопротивление имеет большую величи- ну и не является постоянным. Величина внутреннего сопротивления показы-

вает, на сколько вольт следовало бы повысить напряжение на аноде, чтобы при неизменном сеточном напряжении анодный ток возрос на один ампер. Анодный ток ограничен током насыщения, который для большинства ламп составляет десятки и сотни миллиампер, поэтому практически получить уве- личение анодного тока на один ампер не представляется возможным. Внут- реннее сопротивление триодов имеет величину от нескольких сотен ом до нескольких десятков килоом. По коэффициенту усиления µ лампы можно су-

дить о сравнительном влиянии сеточного и анодного напряжений на анодный ток лампы. Изменение напряжения на сетке на 1 В изменяет анодный ток на несколько миллиампер. Это определяется значением крутизны характеристи- ки S. Чтобы изменить анодный ток на такое же число миллиампер за счёт из- менения анодного напряжения, последнее нужно изменить не на один вольт, а на десятки вольт. Отношение изменения анодного напряжения к изменению

сеточного напряжения, вызывающему такое же изменение анодного тока, на-

зывается коэффициентом  усиления лампы.

Коэффициент усиления можно определить как по семейству сеточных,

U

 
так и по семейству анодных характеристик. При изменении напряжения на

U

 

a

 
аноде от          '

до        ''

анодный ток изменяется на величину

I  . Такое же изме-

a

 

a

 
нение анодного тока можно получить за счёт изменения напряжения на сетке

от значения

U ' , до значения

U '' .

g

 

g

 
Коэффициент усиления µ показывает, какому числу вольт анодного на- пряжения равноценен по своему воздействию на анодный ток один вольт на- пряжения на сетке, т. е. коэффициент усиления показывает, во сколько раз сеточное напряжение сильнее влияет на анодный ток, чем анодное напряже- ние. Одно и то же изменение анодного тока лампы можно получить, изменив либо напряжение на сетке, либо напряжение на аноде. Однако изменение на-

 

 

пряжения на аноде должно быть в   раз больше, чем изменение напряжения на сетке.

Коэффициент усиления        – отвлеченное число. У различных типов трио-

дов он различен (от нескольких единиц до 100).

Определим соотношение между величиной напряжения на аноде и на- пряжением запирания лампы Ego. Предположим, что напряжение на сетке лампы Ug=0, а напряжение на аноде Ua. При этом через лампу проходит анодный ток Ia. Уменьшить анодный ток до нуля можно уменьшением анод- ного напряжения до нуля или увеличением отрицательного напряжения на сетке до значения Ego. Таким образом, изменение анодного напряжения

U a

 U a

 0  U a

и изменение сеточного напряжения

U g

 0  E g 0

 E g 0

вызывают одинаковое изменение анодного тока

I a

 I a

 0  I a .

Подставляя значения

U a

и U g

в формулу, получим

  U a

U g

         U a

 E g 0

  U a    .

E g 0

 

Отсюда

 

E g 0

  U a   .

Величина,      обратная         коэффициенту            усиления         ,       называется     про-

 

ницаемостью D ( D  1 ) и также является параметром лампы. Параметры   

и D при неизменных размерах электродов зависят от густоты сетки и от её расстояния до катода. Чем гуще сетка и чем ближе она расположена к катоду, тем сильнее влияет сеточное напряжение на величину анодного тока (больше   и меньше D). Произведение трёх основных параметров (S, Ri  и D) равно единице:

 

SR D 

Ia

U      Ug

a

 
         

 

 1 .

i           Ug

Ia

Ua

Уравнение, связывающее между собой основные параметры триода, называ-

ется основным уравнением триода [2, 8]. Заменив D через  , получим

  SR i .

Таким образом, по двум известным параметрам триода можно найти тре-

тий.

Крутизна и внутреннее сопротивление триода определяются по характе-

ристикам лампы. Для определения коэффициента усиления     необходимо

иметь семейство характеристик (анодных или сеточных). По семейству из двух характеристик можно определить все три параметра лампы.

 

 

На рисунке 2.19  изображены две сеточные характеристики триода, сня-

U

 

а

 
тые при анодных напряжениях       '

и  U '' . Для определения параметров по

а

 
этим характеристикам необходимо построить треугольник АВС. Сторона АВ

этого треугольника соответствует в масштабе изменению сеточного напря-

жения

U g , эквивалентному по своему воздействию на анодный ток измене-

нию анодного напряжения

''  U '

 U a . Сторона АС треугольника соот-

U

 

a

 

a

 
ветствует в масштабе изменению анодного тока I a , вызванному изменением

напряжения на сетке

U g

или изменением анодного напряжения

U a . Пара-

метры лампы определяются как отношения:

S   I a

U g

 

при Ua=const,

U      U ''  U '

R i   

a    I a

a

I a

a     при Ug=const,

U      U ''  U '

                  a    U g

a          a

U g

при

I a

 const.

На рисунке 2.19 изображены две анодные характеристики, снятые при

U

 

g

 
напряжениях на сетке           '

и U '' . Для определения параметров по этим харак-

g

 
теристикам необходимо  построить  треугольник MNL. Сторона  MN этого

треугольника изображает в масштабе изменение анодного напряжения

U a ,

при котором анодный ток изменяется на величину

I a . Сторона ML тре-

угольника изображает в масштабе изменение анодного тока, вызванное из-

менением напряжения на аноде

U a

'

или изменением напряжения на сетке

''

U g    U g

 U g .

 

а          б

Рис. 2.19 Определение параметров триода по характеристикам:

а – по семейству сеточных характеристик;

б – по семейству анодных характеристик