Г л а в а 13 . РАБОЧИЙ РЕЖИМ ТРИОДА

§ 13.1. Работа ламп в нагрузочном режиме

Общие сведения о режимах работы ламп. К электродам ламп, работающих в радиотехнических устройствах, подключаются как постоянные, так и переменные напряжения. От частоты приложенного переменного напряжения зависят условия протекания тока между электродами ламп, в связи с чем различают статический, квазистатический и динамический режимы их работы.

Статический режим характеризуется постоянством напряжений на электродах лампы, а следовательно, стабильностью параметров режима. В этом режиме электроны пролетают рабочее пространство лампы при строго постоянных напряжениях на электродах.

Квазистатическим называют режим, при котором параметры меняются медленно, а режим работы лампы отличается от статического незначительно. В этом режиме можно пренебречь изменением напряжения за время пролета электроном расстояния между катодом и анодом, а мгновенное значение тока определять по характе-стикам так же, как в статическом режиме. На эти условия работы ламп с известным приближением можно распространить законы статического режима.

Режим, при котором меняется во времени хотя бы один из параметров, называют динамическим. В этом режиме за время пролета электроном рабочего пространства напряжение на электродах может существенно измениться, что вызовет изменение величины и характера тока между электродами. В динамическом режиме нарушаются соотношения между параметрами, характерные для статического режима. Обычно динамический режим имеет место в приборах при подаче на электроды переменного напряжения сигнала с очень высокой (сотни - тысячи мегагерц) частотой. При этом время пролета электроном междуэлектродного расстояния оказывается соизмеримым с периодом изменения напряжения сигнала, вследствие чего уменьшается рост анодного тока с ростом частоты. Динамический режим не следует отождествлять с нагрузочным (рабочим) режимом.

1. Коэффициент усиления триода ц = 25. Напряжение на сетке изменено с-2 до -4 В. Как надо изменить напряжение на аноде, чтобы анодный ток остался без изменения?

2. Внутреннее сопротивление триода 10 кОм, крутизна характеристики 4 мА/В. Чему равен коэффициент усиления лампы?

3. По семейству статических анодных характеристик триода типа 6С45П-Е определить S, ц и Ri в точке Uc= - l,5 В и Ua = l50 В.

"I

- 0-t-

Tt 9-

Рис. 13.1. Схемы включения триода

Рис. 13.2. Схема нагрузочного режима триода

Схемы включения триода. В любой схеме усиления сигнала различают входную и выходную цепи. В зависимости от того, какой из электродов лампы является общим для входной и выходной цепей, различают три схемы включения усилительного триода - с общим катодом ОК (рис. 13.1, а), с общей сеткой ОС (рис. 13.1,6) и общим анодом OA (рис. 13.1, в). Во входной цепи всех схем включаются источник постоянного напряжения Ее и источник переменного напряжения Uc (в усилительных схемах - источник напряжения сигнала), а в выходной - источник постоянного напряжения Еа и нагрузка (резистор, контур и т. д.), с которой снимают усиленный сигнал. Каждая схема включения имеет свои статические характеристики, однако на практике для любой схемы включения пользуются характеристиками схемы с ОК.

Нагрузочный режим триода. Триоды широко применяются для усиления электрических сигналов по напряжению и мощности. На рис. 13.1, а приведена схема усилителя на триоде, включенном с ОК. Во входной (сеточно-катодной) цепи усилителя включен источник питания сеточной цепи Ее и переменного напряжения сигнала Ыс, а в выходной (анодно-катодной) - источник питания анодной цепи Ег, и нагрузка Дг,, с которой снимают усиленный сигнал. При действии напряжений Wc и £с в сеточной и fa в анодной цепях в анодной цепи будет протекать ток ta , создавая на нагрузке Ra напряжение UR=Raia. При этом напряженис на аноде лампы

Ua = Ea-Ujj=Ea-Raia (13.1)

будет зависеть от тока ta- Очевидно, от изменения напряжения сигнала Uc будет изменяться потенциал на сетке лампы, что вызовет изменение анодного тока ta, а следовательно, и напряжения на аноде Ua (см. рис. 13.1). В этих условиях изменения анодного тока, вызванные изменением потенциала на сетке, уже не будут выражаться статической характеристикой /а=ф(с) при C7a=const, так как напряжение С/а непостоянно.

Если потенциал на сетке повысится, возрастет анодный ток /а в лампе, а анодное напряжение уменьшится. Уменьшение С/а в свою очередь вызовет уменьшение анодного тока. В результате изменения /а зависят от совместного действия напряжений в цепи сетки и ано-

да. Для оценки работы лампы в нагрузочном режиме пользуются нагрузочными характеристиками.

Нагрузочные характеристики триода. Нагрузочные характеристики выражают зависимость /а=ф(С/сГ Ua) при заданной нагрузке Ra и напряжении £3=00051. Их можно построить графически на основе семейства статических характеристик. Для триода, включенного по схеме с ОК (рис. 13.2), выходная нагрузочная характеристика строится иа основании уравнения (13.1) нагрузочного режима для анодной цепи

(13.2)

Это выражение представляет собой уравнение прямой. Ее можно построить по точкам Л и 5 на осях координат выходных статических характеристик (рис. 13.3). Примем /а=0, тогда из уравнения (13.2) следует, что Ua=Ea (точка Л); если же принять Ua=0, то Ia=EalRa (точка В). Соединяя обозначенные на осях координат точки А и В, получаем искомую выходную нагрузочную характеристику АВ. Каждая точка прямой АВ выражает значение анодного тока лампы при нагрузке Ra и постоянном значении напряжения анодного источника Еа-

С другой стороны, функциональная зависимость этого же тока 1а от Ua и Uc Графически представлена семейством статических анодных характеристик лампы. Очевидно, точки пересечения нагрузочной прямой с отдельными статическими характеристиками семейства будут удовлетворять нагрузочной и статическим характеристикам, т. е. будут определять значения 1а, соответствующие различным напряжениям на сетке. Так, точка О определяет величину анодного тока /ао при напряжении на сетке Uc4, напряжении анодного источника Еа и наличии в анодной цепи нагрузки Ra. Опуская из точки О перпендикуляр на ось абсцисс, можно найти напряжение Uao на аноде лампы при данном токе /ао и падение напряжения UR-IacRa на нагрузке Ra. Если ток /а составляет в масштабе х

RaV-Еа=const f

mo ZOO

Рис. 13.3. Построение нагрузочной характеристики триода