Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
испускаемые катодом, будут отталкиваться обратно к катоду, и в конце
концов ток вовсе перестает течь, когда отрицательное напряжение на аноде
становится равным нескольким вольтам. Обратите внимание, что при хорошем
вакууме отсутствуют неосновные носители, которые могли бы вызвать
обратный ток утечки. Все же, из-за остатков газа в откачанном баллоне и
из-за утечки по поверхности стекла, какой-то обратный ток существует. Но
этот ток совершенно другой природы по сравнению с р-п переходом, где
наличие неосновных носителей теплового происхождения непосредственно
влияет на работу этого полупроводникового прибора.
3.4 Ламповый триод
Чтобы можно было управлять анодным током и, таким образом, получить
усиливающий термоэлектронный прибор, нужно было добавить что-то вроде
дополнительного электрода. Первым это сделал в 1907 году Ли де Форест,
который сконструировал лампу с проволочной решеткой, или сеткой, между
катодом и анодом. Это трехэлектродное устройство, или триод, показано на
рис. 3.4; на рис. 3.5 приведено его условное обозначение на схемах.
Рис. 3.4. Схематическое изображение конструкции лампового триода.
Усовершенствование катода 51
Анод
Сетка
Катод
Рис. 3.5. Условное обозначение лампового триода на схемах.
Обычно сетка поддерживается отрицательной по отношению к катоду и, будучи
таковой, она отталкивает обратно к катоду часть эмиттированных им
электронов, позволяя лишь определенной доле электронов достигать анода,
проходя через отверстия в решетке. Чем более отрицательным становится
напряжение на сетке, тем в большей степени проявляется ее отталкивающее
действие и тем меньшим становится анодный ток. В конце концов,
достигается точка отсечки, когда электроны не достигают анода и ток
падает до нуля. В этом смысле лампа ведет себя подобно полевому
транзистору: и в триоде, и в полевом транзисторе мы имеем выходной ток,
управляемый входным напряжением. Типичная проходная характеристика
лампового триода показана на рис. 3.6; интересно сравнить ее с графиком
на рис. 2.5(a) для полевого транзистора. Как и в случае с полевым
транзистором, передаточная способность лампы определяется ее крутизной
gm, где, применительно к лампе,
Крутизну иногда называют взаимной проводимостью; действительно, так можно
сказать, исходя из приведенного определения величины gm, но это
совершенно неуместно. Соотношение взаимности подразумевает обоюдную
зависимость, а это не применимо ни к лампе, ни к полевому транзистору:
хотя напряжение на сетке или на затворе и управляет током анода или
стока, обратного действия нет, и название крутизна (буквально - сквозная
проводимость) является предпочтительным.
§т
изменение напряжения на сетке
изменение анодного тока
3.5 Усовершенствование катода
Как уже упоминалось, первоначально в лампах применялись раскаленные
добела нити накаливания из вольфрама. Для достижения желаемой эмиссии
52 Электронные лампы и электронно-лучевая трубка
Напряжение сетка-анод Vg (вольты)
Рис. 3.6. Типичная проходная характеристика маломощного триода. Обычно на
сетку не подают положительного напряжения.
электронов была необходима температура нити в 2300 К; такая ярко горящая
лампа потребляла значительную мощность на подогрев нити накала и имела
сравнительно короткий срок жизни. Вскоре было обнаружено, что нити,
покрытые оксидами бария и стронция, обильно испускают электроны всего
лишь при 1000 К (красное каление). Таким образом, "тускло горящая" лампа
с ее оксидированным катодом становится стандартом.
В ранних ламповых конструкциях как для анодного питания, так и для
подогрева катода применялись источники постоянного напряжения: в первом
случае это были источники высокого напряжения, а во втором - низкого.
Однако значительно удобнее было осуществлять подогрев катода переменным
током, беря его напрямую от силового трансформатора. В связи с подогревом
катода от источника переменного тока возникли две проблемы. Во-первых,
температура нити накала могла колебаться в такт с частотой переменного
напряжения, вызывая флуктуации электронного тока с частотой 100 Гц при
частоте сети 50 Гц. Во-вторых, часть переменного напряжения, питающего
нить накала, оказывалась наложенной на входной сигнал, поскольку входное
напряжение подается между сеткой и катодом, создавая во входном сигнале
"фон" с частотой 50-герц.
Обе эти проблемы преодолеваются при использовании катодов с косвенным
подогревом (подогревных катодов - Прим. перев.), которые стали
применяться во всех маломощных лампах. В соответствии с названием, катод
делают электрически изолированным от нити накала, что позволяет избежать
прямого попадания напряжения сети во входную цепь. Обычно подогреватель
изготавливают из вольфрамовой проволоки, покрытой тугоплавким изолирующим
материалом и помещенной в тонкий полый никелевый цилиндр, который, будучи
покрыт окислами бария и стронция в необходимом для эффективной эмиссии
количестве, является собственно катодом. Такая конструкция в целом
