ного типа лампы. Четвертый .элемещ- - буква, характеризующая-конструктивное оформление (С - в стеклянном баллоне с диаметром более 24 мм, Д - в металлостеклянной оболочке с дисковыми впаями, П - в стеклянной оболочке мийиатюрные с диаметром 19 и 22,5 мм, Г, Б, А - сверхминиатюрные с диаметром свыше 10 мм; до 10 мм и от 4 до 6 мм).

Глава 12 ТРЕХЭЛЕКТРОДНЫЕ ЛАМПЫ - ТРИОДЫ

§ 12.1. Устройство и принцип действия триода

Плотность электронного потока в лампе определяется напряженностью электрического поля у катода. Чтобы эффективно управлять интенсивностью этого поля, в трехэлектродных лампах между анодом и катодом введен третий электрод - металлическая сетка (см. рис. 10.1,6). При наличии сетки интенсивность электрического поля у катода определяется совместным действием полей сетки и анода.

Распределение потенциала. Чтобы уяснить действие сетки, рассмотрим распределение потенциала и изменение интенсивности,электрического поля в междуэлектродном пространстве триода с плоскопараллельными электродами. Потенциал катода [/к примем равным О, а на анод подадим относительно катода некоторый постоянный положительный потенциал f/a-

Когда сетка в лампе отсутствует или ее потенциал равен естественному потенциалу, который имело бы занимаемое ею пространство, она не меняет ни распределения потенциала между анодом А и катодом К (кривая 2 на рис. 12.1), ни интенсивности поля.

Если в лампу ввести сетку и подать на нее нулевой потенциал f7c = 0, то распределение потенциала (кривая 3) и интенсивность поля в междуэлектродном пространстве изменяются. Потенциал поля станет ниже, чем при отсутствии сетки, а минимум отрицательного потенциала возрастет, т. е. I [/мин21 > I шшл I • В этом режиме сетка перехватывает часть силовых линий поля, идуших от анода А к катоду К (рис. 12.2, а), и ослабляет интенсивность поля вблизи катода. При этом возрастает тормозящее действие пространственного заряда у катода, вследствие чего снижа- pj,(. j2.i. потенциальные диаграммы ется ток в лампе. триода

а) Ua = 150B, Uc=0 A

:дж [ЕЖ

6) Ua = 1S0B, Uc = -5B

6} Ua = 150B,Vc-1DB

Рис. 12.2. Электрическое поле в триоде

Если- на сетку подать небольшой отрицательный потенциал, то потенциал поля во всех точках междуэлектродного пространства снизится, а минимум потенциала возрастет до значения t/минз и сместится к сетке (см. рис. 112.1, кривая 4). В этом режиме тормозящее действие объемного заряда у катода дополнится тормозящим полем сетки, уменьшится интенсивность поля у катода (рис. 12.2, б), вследствие чего некоторая часть эмиттированных им электронов будет возвращаться к катоду, следовательно, анодный ток в триоде уменьшится.

Очевидно, если потенциал на сетке и дальше снижать, то анодный ток в лампе будет уменьшаться. При некотором достаточно большом отрицательном напряжении на сетке минимум потенциала возрастет до значения С/мин4 (кривая 5 на рис. 12.1), результирующее электрическое поле на участке катод - сетка может оказаться тормозящим (рис. 12.2, в), вследствие чего электронный ток в триоде становится равным нулю; наступает запирание триода или отсечка тока в лампе.

При подаче на сетку небольшого положительного потенциала поле анода дополнится полем сетки, потенциал всех точек междуэлектродного пространства повысится (см. рис. 12.1, кривая /), интенсивность ускоряющего поля у катода возрастет. Под действием такого поля увеличивается количество электронов, ускоренно движущихся от катода к сетке. Анодный ток при этом возрастает, а в цепи сетки (за счет попавших на сетку электронов) может установиться небольшой сеточный ток /с (рис. 12.3, а).

Если сетка выполнена с малым шагом, то даже при небольших значениях положительного потенциала сеточный ток /с может существенно возрасти, вызывая снижение тока /а в анодной цепи. В этом случае эмиттированный катодом ток /к будет распределяться между цепями анода и сетки

/к=/а-1-/с. (12.1)

Рис. 12.3. Цепи триода и его схемы приведения к эквивалентному диоду

Изменяя потенциал сетки по отношению к катоду от отрицательного до положительного, можно влиять на плотность электронного потока в лампе и изменять в широких пределах ее анодный ток. При работе с отрицательным потенциалом на сети ток в цепи сетки практически равен нулю. Такой режим без сеточных токов экономичен и широко применяется в радиоустройствах.

Действующее напряжение. Токи в триоде при постоянной температуре катода определяются результирующим электрическим полем, которое создается в лампе потенциалами сетки и анода, т. е. /к=/а-Ь/с = ф(Сс, Ua). Для получения аналитического выражения этой зависимости удобно суммарное действие потенциалов анода Un и сетки Uc у катода заменить эквивалентным (действующим) напряжением, приложенным к одному из электродов. Такая замена сетки одним электродом, к которому приложено равноценное по своему действию напряжение, позволяет заменить триод эквивалентным диодом, сплошной анод которого расположен на месте сетки триода. Действующее напряжение в эквивалентном диоде

= (CcKfc + см-\и,+- , (12.2)

где Сек - емкость соответственно между сеткой и катодом и анодом и ка-и Сак тодом (рис. 12.3, б).

Емкость эквивалентного диода со сплошным анодом (рис. 12.3, в) определяется емкостью сетки Сек и поверхности заполнения ее междувиткового пространства Сп (рис. 12.3, г), т. е. Сэ = = Сск+Сп. Приближенно приняв Сск/(Сск+Сп) ~ 1 и обозначив Сак/Сск=£*, получим выражение для действующего напряжения:

[/n = Uc+DCr. (12.3>

. Здесь D = Сак/Сек - проницаемость сетки триода для поля анода. Она показывает, какая часть поля анода проникает сквозь сетку к катоду и позволяет судить о том, насколько анодное напряжение слабее воздействует на анодный ток, чем сеточное. Чем гуще сетка, тем она сильнее экранирует катод рт поля анода, тем меньше проницаемость. В конструкциях триодов Z)=0,01-bO,l.

Закон трех вторых. Замена триода эквивалентным диодом позволяет применить к нему уравнение (11.1) для аналитического определения анодного тока. По условиям эквивалентности ток в эквивалентном диоде /ад должен равняться току катода /„ в триоде, т. е.

= = /а -f- /е « Й (fc + DUjf. (12.4)

Здесь значение коэффициента k для плоской и цилиндрической конструкции электродов определяют согласно выражениям (11.2) и (11.3), приняв за / расстояние между сеткой и катодом триода. При отрицательном потенциале на сетке током сетки можно пренебречь. Приведенное уравнение тока выражает аналитическую зависимость тока от напряжений анода и сетки и облегчает рассмотрение физических процессов и характеристик триода.