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 Отношение токов будем называть коэффициентом токораспределения. Так как / = /а + /с. то нетрудно найти, что /, = -L = -L. (2.28) Uc<Uhopm UrUopM UcU opM Рис. 2.17. Распределение тока в режиме прямого перехвата электронов сеткой Коэффициент токораспределения в режиме прямого перехвата найдем из следующего соотношения: /а ih-bYi h-b р^ где /;, /5 - плотность тока в просвете сетки и под витками, соответственно; Рл> Рб и f л, vi - плотности пространственного заряда и скорости электронов там же. При потенциале сетки, близком к нормальному, когда траектории электронов в лампе почти прямолинейны, можно считать, что пЛотность пространственного заряда под витками сетки и в просветах одинакова р^ и что коэффициент токораспределения изменяется лишь за счет изменения скоростей электронов: V и У 2е т X Тогда получаем следующее выражение для коэффициента токораспределения: /а h-Ъ / [/а где (2.29) (2.29) Исследования В. Ф. Власова показали, что эта зависимость подтверждается не практике, причем показатель степени лежит в пределах от 0,4 до 0,55 - для цилиндрических и от 0,6 до 0,8 - для плоскопараллельных триодов. Отличие экспериментальных данных от теоретических объясняется прежде всего приближенностью расчета, в котором не было учтено изменение плотности пространственного заряда, обусловленное искривлением траекторий электронов при напряжениях сетки, значительно отличающихся от нормального. Кроме того, влияние на токораспределе-ние может оказать вторичная эмиссия электронов из анода и сетки, возникающая при больших ускоряющих напряжениях электродов и сопровождающаяся переходом электронов с одного электрода на другой, имеющий более высокий потенциал. Это явление перехода вторичных электронов на другой электрод называется ди натронным эффектом, оно может привести к появлению падающего участка на сеточной характеристике триода. в. Распределение катодного тока в режиме возврата электронов Траектории электронов в триоде при напряжениях сетки, больших, чем напряжение анода, показаны на рис. 2.18. В этом режиме появляется значительное количество электронов, которые, пролетев сетку, до анода не доходят, а возвращаются обратно к сетке. В связи с этим данный режим работы получил название режима возврата электронов к сетке. Прявление электронов возврата обусловливается двумя обстоятельствами. Во-первых, в этом режиме между анодом и сеткой создается тормозящее поле, стремящееся вернуть электрон, движущийся к аноду, обратно к сетке. Во-вторых, электрон, пролетающий к аноду, в области неоднород- ного ПОЛЯ сетки получает ускорение в направлении близлежащего витка сетки, в результате чего траектория отклоняется в сторону витка, и компонента скорости, направленная в сторону анода, уменьшается настолько, что может оказаться недостаточной для преодоления тормозящего поля анода. Тогда элек- Предельная траектория -. Рис. 2.18. Распределение тока в режиме возврата электронов к сетке Трон, двигаясь по параболической траектории, постепенно полностью теряет направленную к аноду скорость, затем изменяет направление движения на обратное и возвращается к сетке. Условие попадания электронов на анод можно записать в следующем виде: Отсюда минимальное значение нормальной компоненты скорости электрона, при котором он еще попадает на анод. Отклонение электронной траектории и вызванное этим уменьшение нормальной компоненты скорости тем сильнее, чем ближе траектория проходит от витка. Таким образом, величина нормальной компоненты скорости электрона и„ связана некоторой функциональной зависимостью с координатой у вылета электрона из катода: Следовательно, координата вылета электрона, имеющего при пролете сетки предельное значение нормальной компоненты скорости Уцр, равна: Упр = ФКр) = Ф Траектория этого электрона является предельной, так как все электроны, имеющие координату вылета у > у„р, на анод не попадают (см. рис. 2.18). Отсюда /к л hW (/с / Чем меньше анодное напряжение, тем большее количество электронов тормозится перед анодом и возвращается к сетке, тем меньше анодный ток. Ua<U<...<Uf<UF Рис. 2.19. Распределение потенциала в триоде при положительном напряжении сетки и различных анодных напряжениях и
Рис. 2.20. Распределение потенциала в триоде при положительном напряжении сетки и различных плотностях анодного тока В режиме возврата между сеткой и анодом создается значительный пространственный заряд, обусловливающий возникновение минимума потенциала* (рис. 2.19). При этом увеличивается высота барьера, который должны преодолеть электроны, поступающие на анод, следовательно, возрастает возврат электронов к сетке. С ростом анодного тока потенциал в области минимума понижается до нуля (рис. 2.20). Поверхность нулевого потенциала называют виртуальным катодом. Г^ежим возврата (особенно при виртуальном катоде) для практического использования лампы неблагоприятен, * В. и. г а п о н о в. ж. Электроника , т. I, § 10, Физмат-гиз, 1960. И так как в этом режиме резко возрастает сеточный ток и работа лампы становится неэффективной. В заключение заметим, что электроны, возвращающиеся к сетке, могут совершать многократные колебания около нее, пока не попадут иа один из витков / \ (рис. 2.21). За счет / \ этих электронов воз-V. растает пространственный заряд между сеткой и катодом, отрицательный потенциальный минимум у катода, становится больше и катодный ток падает. Так как формулы (2,11), (2,16) для действующего напряжения это явление не учитывают, тр вычисленные по закону степени трех вторых значения катодного тока в данном режиме могут быть на 20-f-30% выше экспериментальных значений. Колебания электронов в триоде с положительной сеткой были впервые открыты в 1919 г. С. И. Зилитинкевичем, показавшим возможность использования их для генерирования колебаний сверхвысоких частот. Рис. 2.21. Электронные колебания в триоде при положительном напряжении сетки § 2.5. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТРИОДА Общие сведения о параметрах триода Напомним, что дифференциальными параметрами называются величины, связывающие малые изменения токов и напряжений в электронном приборе. Критерием малости изменений является наличие линейной с язи между приращениями, иначе говоря, независимость г фаметров от величины приращений. В триоде при постоянном напряжении накала токи зависят от двух переменных - напряжения сетки и напряжения анода: Запишем выражения для полных дифференциалов токов: dl=.dUe + - dU-, dl=-dUe-dU.. Частные производные в этих выражениях определяют величину приращений токов при изменении напряжений электродов и поэтому могут быть взяты в качестве дифференциальных параметров триода. Дифференциальные параметры называются статическими, если они определяются в статическом режиме через разности соответствующих величин для двух близких статических режимов. Обозначаются и называются статические параметры триода следующим образом: S= ---крутизна (прямая проводимость); входная проводимость; dUc GaK = -- выходная проводимость (обратная ей вели- чина R, = называется внутренним со- Gca = Оак противлением лампы); обратная (проходная) проводимость. Использовав эти обозначения, получим: dIc = GcK dU, + G dUa; dlSdUe-\-j-dU,. <i (2.30) Рассматривая приращения независимых переменных dU. и dUc как малые гармонические переменные напря- |