Принцип действия и статические характеристики электронных ламп

Диод

Диодом называется лампа, содержащая анод и катод.

Диоды применяются в различных электронных схемах, например, для детектирования и амплитудного ограничения сигналов.

Диоды, предназначенные для выпрямления переменного тока в источниках питания, называются кенотронами

Условное обозначение диода показано на рис. 3.а. Электроды диода — катод и анод —обозначены буквами К и А. На рис. 3.а показано принятое на схемах обозначение диода с косвенным накалом

На рис. 3, б сплошной линией показана вольт-амперная характеристика диода. Из рисунка следует, что анодный ток диода отличен от нуля даже при . Объясняется это тем, что электроны, покидающие катод, обладают энергией за счет теплового нагрева катода. Чтобы анодный ток диода стал равен нулю, требуется приложить между анодом и катодом отрицательное напряжение около 0,1 В.

Большим преимуществом лампового диода перед полупроводниковым является то, что в первом отсутствует обратный ток.

Недостатками лампового диода по сравнению с полупроводниковым являются:

Рис. 3. Диод: а - условное обозначение; б – вольт- амперная характеристика

* значительно большие габаритные размеры;

* наличие источника питания, который необходим

для разогрева катода, обеспечивающего термоэлектронную эмиссию;

* более высокое сопротивление диода в прямом направлении.

В первом приближении можно считать, что при анодном напряжении, равном нулю или отрицательному значению, анодный ток диода равен нулю. При положительных напряжениях ток диода можно считать подчиняющимся закону степени трех вторых, т. е. пропорциональным анодному напряжению в степени три вторых:

при >0,

где - коэффициент пропорциональности.

Закон степени трех вторых справедлив, когда благодаря термоэлектронной эмиссии вблизи катода создается облако электронов. Если приложенное напряжение достаточно для того, чтобы отобрать все электроны из облака пространственного заряда, закон степени трех вторых нарушается. Таким образом, ток в диоде ограничивается током насыщения который тем больше, чем больше температура катода.

На рис. 3,6 зависимость степени трех вторых показана штриховой, а характеристика диода, близкая к реальной, - сплошной линиями. В соответствии с этим диод при анодном напряжении, меньшем напряжения насыщения работает в режиме пространственного заряда, а при u>U_S — в режиме насыщения.

Из принципа действия диода ясно, что электроны, достигающие анода, образуют анодный ток. Однако по современным представлениям ток во внешней цепи анода или другого электрода лампы слагается из наводимого тока, обусловленного движением электронов внутри лампы, и обычного емкостного тока, пропорционального емкости между электродами.

Понятие о наводимом токе необходимо при рассмотрении работы электронных ламп на сверхвысоких частотах. Наводимый ток возникает вследствие движения зарядов между электродами, так как создаваемое движущимися зарядами электрическое поле изменяется во времени и вызывает перераспределение наводимых зарядов на электродах. Отсюда следует, что движение зарядов между электродами лампы вызывает токи во внешних цепях, даже если движущиеся заряды не попадают на электроды лампы.

Триод

В трех электродной электронной лампе, называемой триодом, между катодом и анодом помещен управляющий электрод — сетка.

Обозначение триода в схемах показано на рис. 4, а.

Анодный ток триода зависит от напряжений на аноде и сетке:

:где i_a — анодный ток; u_c — напряжение на сетке относительно катода; u_a — напряжение на аноде относительно катода.

Рис.4. Триод:

а - условное обозначение; б — анодно-сеточные характеристики

На рис. 4.б показано семейство анодно-сеточных характеристик, каждая из которых представляет собой зависимость анодного тока от сеточного на­пряжения при постоянном анод­ном напряжении.

На рис. 5 приведены анодные характеристики триода: зависимости анодного тока триода от анодного напряжения при постоянных напряжениях на сетке.

Параметры триода. Триод характеризуется тремя основными параметрами:

Дата добавления: 2015-07-12