Метод получение статических характеристик для ламп

Тема 1.1 Анализ статических характеристик электронных приборов

Лекция Статические характеристики ламп и их идеализация

Учебные вопросы:

Понятие статических характеристик, их виды

Метод получение статических характеристик для и ламп

Контрольные вопросы:

1 Устройство и работа триода

2 Устройство и работа транзистора

Понятие статических характеристик, их виды

Генераторные лампы и транзисторы являются нелинейными элект­рическими устройствами. Их нелинейные свойства описываются вольт-амперными характеристиками. В генераторах с внешним воз­буждением токи, протекающие в цепи любого электрода, зависят одновременно от всех напряжений, действующих в его цепях. Для определения этих зависимостей пользуются статичес­кими характеристиками, выражающими зависимость тока любого электрода усилительного элемента от значений напряжения на од­ном из электродов при постоянстве напряжений на всех остальных электродах.

В генераторах с внешним возбуждением используются следую­щие характеристики: проходные i_вых=f(u_вх); выходные i_вых=f(u_вых) и входные i_BX = f(u_вх).

Вольт-амперные характеристики усилительных элементов не­обходимы для анализа и расчета генераторов с внешним возбуж­дением. В отличие от других устройств, например радиоприемни­ков, в радиопередающих устройствах основной рассчитываемый параметр — выходная мощность. Для расчета предварительно тре­буется определить токи и напряжения с помощью характеристи к.

Метод получение статических характеристик для ламп

Характеристики триода можно снять, пользуясь схемой рис. 5.23. В ней напряжение от сеточной и анодной батарей подается на лампу через потенциометры R1 иR2 которыми можно изменять Uc и Ua от нуля до величины напряжения батареи. Напряжения измеряются вольтметрами V1 и V2 Миллиамперметр mА измеряет анодный ток.

Установим потенциометром R2 определенное анодное напряжение, например Ua=100 в, и будем поддерживать его постоянным. Потенциометром R1 установим отрицательное напряжение сетки, запирающее лампу. Пусть оно равно —16 в. Затем станем уменьшать отрицательное напряжение сетки и измерять анодный ток. После значения Uc=0 переключим полюсы сеточной батареи и вольтметра V1 и будем подавать на сетку положительное напряжение. Допустим, что значения анодного тока получились такими, как в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Uc, в	—16	—12	—8	—4		+4	+8	+ 12	+ 16	-20	+24
Ia,Ma		2,5	7,5		22,5			42,5

По этой таблице построена характеристика (рис. 5.24). Она имеет следующие участки: нижний изгиб А В, средний прямолинейный участок БВ, верхний изгиб ВГ и область насыщения Г Д. Нижний изгиб образуется потому, что при некотором отрицательном напряжении сетки анодный ток прекращается. При напряжении на сетке, соответствующем нижнему изгибу характеристики, около катода имеется наиболее плотное электронное облачко, которое сильно препятствует движению электронов к аноду. Верхний изгиб объясняется наступлением насыщения при некотором положительном напряжении сетки, в данном случае при +16 в. Если значительно увеличивать положительное напряжение сетки, то анодный ток может даже уменьшаться. Получается перенапряженный режим, который объясняется следующим образом. Суммарный (катодный) ток Iк вследствие насыщения растет мало. Поэтому при значительном возрастании сеточного тока под влиянием большого положительного напряжения сетки анодный ток уменьшается, т. е. происходит перераспределение токов в лампе.

Сеточный ток в большинстве случаев является бесполезным и даже вредным. Характеристика тока сетки Ic показана на том же рис. 5.24. Чтобы снять ее, в цепь сетки включают миллиамперметр.

Рис. 5.24. Сеточные характеристики триода

Ток сетки при отрицательном потенциале сетки отсутствует; при нуле сеточного напряжения этот ток возникает и растет по мере увеличения положительного напряжения сетки. На рис. 5.24 штрихом показана также характеристика тока Iк равного сумме токов Ia и Ic. Области характеристик, соответствующие верхнему изгибу, режиму насыщения и перенапряженному режиму, используются редко, поэтому в справочниках для приемных и усилительных ламп эти участки характеристик не приводятся.

Благодаря вылету электронов из катода с некоторой начальной скоростью небольшой сеточный ток наблюдается при Uc =0, и характеристика сеточного тока начинается от небольшого отрицательного напряжения сетки (порядка десятых долей вольта).

По характеристике можно найти анодный ток для любого значения напряжения сетки при данном анодном напряжении. Например, из характеристики рис. 5.24 для Uc= —6 в получаем Iа = 11 ма, для Uс =+2 в имеем Iа =26 ма и т. д. Пользоваться характеристикой приходится потому, что зависимость анодного тока от напряжения сетки в виде формулы весьма сложна.

Характеристика анодного тока, приведенная на рис. 5.24, получается при анодном напряжении, постоянном для всех точек характеристик. Для других анодных напряжений форма характеристик примерно одна и та же, но расположены они различно. При более высоком анодном напряжении для прежних напряжений сетки анодные токи будут больше и поэтому характеристика расположится левее. При более низком анодном напряжении характеристика, наоборот, сдвинется вправо, так как лампа будет запираться при меньшем отрицательном напряжении сетки и анодные токи уменьшатся На рис. 5.25 приведена группа характеристик одной лампы для различных анодных напряжений, называемая семейством характеристик. Здесь же показано

и семейство характеристик сеточного тока. Он тем больше, чем меньше анодное напряжение. При повышении напряжения анода ток сетки уменьшается, так как большее количество электронов под действием поля анода пролетает сквозь сетку, несмотря на ее притягивающее действие.

В зависимости от конструкции электродов сеточные характеристики анодного тока могут располагаться либо в левой части—в области отрицательных напряжений сетки, либо в правой части -в области положительных напряжений сетки. Поэтому характеристики ламп, а иногда и сами лампы называют левыми или правыми. Чем гуще сетка, тем меньший отрицательный потенциал запирает лампу, т. е. характеристики получаются более правыми. В случае редкой сетки лампа запирается при большем отрицательном напряжении на сетке и характеристики получаются левыми. Приемно-усилительные лампы обычно имеют левые характеристики для работы без сеточных токов.

Часто также пользуются анодными характеристиками, показывающими зависимость анодного тока и сеточного тока от анодного напряжения при постоянном напряжении сетки. В качестве примера на рис. 5.26 показано семейство таких характеристик. Они часто даются только для отрицательных напряжений сетки, так как приемные и усилительные лампы работают преимущественно при таких напряжениях сетки во избежание появления сеточного тока.

Основная анодная характеристика для Uc = 0 расположена так же, как и характеристика диода. Она начинается от точки, напряжение для которой и ток анода равны нулю. От этой же точки начинаются характеристики для положительных напряжений сетки, но идут они выше основной характеристики, так как анодные токи в этом случае получаются больше. Характеристики для отрицательных напряжений сетки расположены правее основной характеристики и начинаются от точек, соответствующих определенному положительному напряжению на аноде. Например, характеристика для Uc= —4 в начинается от точки, соответствующий (/„ = 80 в. Это означает, что при анодных напряжениях меньше 80 в лампа заперта благодаря наличию на сетке отрицательного потенциала —4 в. Аналогично, характеристика для Uc =8 в начинается от точки, соответствующей (Ua = 160в», так как напряжение сетки — 8 в еще сильнее запирает лампу. Из анодных характеристик также можно определить анодный ток для различных напряжений сетки и анода. Например, для Uc = = —2 в и Uа =120 в находим Ia = 1 ма, а при увеличении анодного напряжения до 160 в анодный ток возрастает до 2,2 ма. Штриховая кривая на рис. 5.26 изображает характеристику тока сетки при некотором положительном сеточном напряжении.

Представляет интерес область характеристик при малых анодных напряжениях (перенапряженный режим). В этом случае электроны, пролетевшие сетку, в промежутке сетка — анод тормозятся и в большинстве возвращаются на сетку. Ток сетки получается большим, а между сеткой и анодом образуется второе электронное облачко. Увеличение анодного напряжения рассасывает это облачко. Электроны из него летят к аноду. Ток анода резко возрастает, а ток сетки резко уменьшается.

Дата добавления: 2015-07-10