Электронные лампы с й сеткой Лекционный курс «Электронные приборы»
advertisement
Лекционный курс «Электронные приборы» Электронные лампы с сеткой й к.ф.‐м. н., доцент Ремпен И.С. Саратов, СГУ, кафедра электроники, колебаний и волн В Вакуумный триод й Ли де Форест Ли де Форест 2 3 Вакуумный триод Распределение потенциала Распределение потенциала в плоском триоде U g 2 > U g1 -Ug2 K A -Ug1 Распределение электрического поля 0 +5 +10 +50 +80 K +100 A Ug=Uсвоб.пр‐ва 0 +5 +10 +50 +80 K +100 A Ug<Uсвоб.пр‐ва 0 +5 +50 +80 K +100 A Ug>Uсвоб.пр‐ва 4 Коэффициент токораспределения Ik = I g + Ia k= Ia Ig ⎛U a ⎞ ⎜ U ⎟ g ⎠ ⎝ K возврат τ << 0.05T ⇒ I k экв.диода = I k триода перехват 1 Ua Ug Закон степени 3/2 для триода / д р д Метод эквивалентного диода Равенство зарядов: QT = Qä , QT = C gkU g + CakU a C gk , Cak , C ⎞ C gk ⎛ C ak ⎜U g + Uд = Ua ⎟ ⎜ ⎟ C ⎝ C gk ⎠ – межэлектродные ёмкости ё Q∂ = CU ∂ При C ≈ C gk + Cak U д = (U g − DU a ) /(1 + D) Sa 32 I k = 2.33 ⋅10 U ä = 2.33 ⋅10 −6 S a 2 rk 3 2 ( ) U + DU g a −6 I k = 2.33 ⋅10 S a 2 3 rkg (1 + κD) 2 −6 U a ⎛⎜ ra κ= = U ä ⎜⎝ rg ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ 4 (U + DU a ) 2 3 g K A rk2 3 K A 5 Статические анодные и сеточно‐анодные д д характеристики Семейство анодно‐сеточных характеристик Семейство анодных и сеточно‐анодных характеристик I A = f1 (U a , U g ) I A = f1 (U a , U g ) Ia I g = f 2 (U a , U g ) Ig, Ia Ik Ug >0 Ig Ug <0 Ig U g0 Ug 1 Ua 6 7 Параметры триода • Крутизна ⎛ ∂I a S =⎜ ⎜ ⎝ ∂U g Ia ⎞ ⎟ ⎟ ⎠U a =const S ∂I S = k = 3.5 ⋅10 −6 2a ⋅ rkg ∂U g (U g + DU a ) (1 + κD) 3 1 2 2 Ia Ug • Внутреннее сопротивление ⎛ ∂U ⎞ Ri = ⎜⎜ a ⎟⎟ ⎝ ∂I a ⎠U g =const rg Ri = −6 3.5 ⋅10 S a ⋅ D (U g + DU a ) (1 + κD) 3 2 1 2 Ua Параметры триода • Внутреннее уравнение лампы μ = SRi = μ = 1 D ∂U ∂U a g I = const Зависимость параметров триода от анодного и сеточного напряжений Ri μ Ri S μ S Ua Ug 8 9 Сеточные характеристики Сеточные характеристики Ig Ug <0 Ig >0 При возможно благодаря • • • • начальным скоростям электронов ионизации остаточных газов термоэмиссии с поверхности сетки действия КРП в сеточной цепи ейс в я КРП в се о ой е 5 2 1 3 Ug 4 I2 I1 Ia 10 Динамические характеристики и Динамические характеристики и параметры триода Рабочий режим: U a = Ea − I a RH выход С1, С2 – блокировочные конденсаторы Ra C1 Eg Ea Ra Ua C2 E a 11 Динамические характеристики и Динамические характеристики и параметры триода Ia Ia Ea Ra Ia ωt Ua Ug ωt ~ Ug sinωt ωt ~ Ua cosωt Динамические характеристики и параметры триода dI a = Rн Uн dU a ∂I a dU ∂U g = −R Ea ⇒ dIa = g H SRi dUg Ri + RH + ∂I a dU ∂U a dI = Ia a a μdUg Ug Ri + RH ‐ закон Ома в дифференциальной форме для триода Крутизна динамической характеристики: Ua dIa Ri S Sd = = dUg Ri + RH 12 Динамические характеристики и параметры триода Ri При S=const и Ri=const : ~ Ia = μ ~ Ug Ri + RH ~ ~ ⇒ U a = IaRH = μd μUg μ μRH Ri + RH ~ U g Rн Ia ~ Ua RH = ~ = μ Ri + R H Ug ~ U a = U a 0 + U a ⋅ sin ωt 13 Применение схемы с автоматическим смещением в сеточной Применение схемы с автоматическим смещением в сеточной цепи ~ ' ~ ~ U g = Eg − IgRH ~ U U R K u = mout = ~ H U min Ug Cр Cр Rн Rн Ea Rg Rg Ea Cк Rк KI I out = I ini P out = P out P0 = Eg Ug ~ U'g I am U 2 Rm Ia η Eg t = P out E a I acp 14 Недостатки триодов • Относительно Относительно невысокое R невысокое Ri • Невозможно одновременно получить левую анодно‐ сеточную характеристику и большие значения μ сеточную характеристику и большие значения μ • Большая ёмкость Cag Средство устранения указанных недостатков – введение дополнительной (экранирующей сетки) 15 Тетрод Суммарная проницаемость тетрода Действующее напряжение U ∂ ≈ U g 1 + D1U g 2 + D1 D2U d Закон степени 3/2 для плоского тетрода (здесь Fg1 – площадь первой сетки) −6 I k = 2.33 ⋅10 k Fg 1 rg21−k 1 k 3 U∂2 1) При значениях проницаемостей сеток D1=0.1, D2=0.02 и рабочих напряжениях Ua=250В и Ug2=100В, значение запирающего напряжения управляющей сетки U й Ug1зап=‐10В – 10В характеристика получается «левой». Для сравнения: в триоде при D=0.002 и Ua=250В, Ug1зап=‐0.5В g1 g2 A 2) Вторая сетка помогает устранить емкостную связь между цепями анода и управляющей сетки (см. рис.) D = D1 D2 ≈ 1 Rн μ Ig U mg1 K 16 Н Недостатки тетрода. Динатронный эффект Д й фф Ig, Ia Лучевой тетрод Ua K A g1 g2 17 Пентод Распределение потенциала в плоском пентоде. Действующее напряжение в пентоде Д у щ р д U ∂ ≈ U g 1 + D1U g 2 + D1 D 2U g 3 + D1 D 2 D 3U a Ua U g 1 zap ≈ − D1U g 2 Ia Рабочий режим пентода 2 U g1 = 0В Ia Rн 3 1 U g1 = -8В Ea Ua U g2 = const U g3 = const 18 Схемы включения пентода I g2 Rн I g2 C g2 C gg2 R g2 R1 Rн R2 I дел Ea Ea U g 2 = E a − I g 2 Rg 2 R1 = U g2 I div , R2 = Ea − U g 2 I g 2 + I div 19 Рекомендуемая литература 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Электронные приборы. п/р Шишкина Г.Г. М.: Энергоатомиздат, 1989. Электронные и ионные приборы. п/р Андрушкевича В.С. и Шевчика В.Н.. Саратов: Изд во СГУ 1967 Саратов: Изд‐во СГУ, 1967. Шимони А. Физическая электроника. М.: Наука, 1978 ц Электронные лампы. М.: Высшая школа. 1979 р Кацман Ю.А. Жеребцов И.П. Основы электроники. Л.: Энергоатомиздат 1990. Жеребцов И.П. Электрические и магнитные цепи. Основы электротехники. Л : Энергоатомиздат 1987 Л.: Энергоатомиздат. 1987 Морозова Г.И. Физика электронных приборов. 1989. у р р р /р у Д у д Шумы в электронных приборах. П/р Смуллина А.Д. и Хауса Г.А. М.‐Л.: Изд‐ во «Энергия», 1964. 20
