Материал: Москатов Электроника 2010

111Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

Рис. 8.2. Анодно-сеточная характеристика Анодной характеристикой, снимаемой при фиксированном напря-

жении сетка-катод, называют зависимость анодного тока от анодного напряжения. Типовая анодная характеристика триода изображена на рис. 8.3.

Рис. 8.3. Анодная характеристика Важнейшими параметрами триодов выступают: внутреннее со-

противление, коэффициент усиления, проницаемость, крутизна характеристики, максимально допустимые мощность, анодные напряжение и ток, и прочее.

112Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

Внутреннее сопротивление триода – это отношение приращения анодного напряжения к приращению анодного тока при фиксированном напряжении сетка-катод (Ом):

Rв = Uа / Iа.

Обычно внутреннее сопротивление триодов лежит в пределах от десятых долей килоома до десятых долей мегома.

Коэффициент усиления триода – это отношение приращения напряжения анод-катод к приращению напряжения сетка-катод при неизменном анодном токе:

µ = – Uа / Uс.

Коэффициент усиления зависит от расположения сетки в баллоне триода, и не зря она расположена значительно ближе к катоду, чем к аноду. Для обеспечения протекания определѐнного анодного тока необходимо приложить много меньшее напряжение сетка-катод, нежели напряжение анод-катод, что, собственно, и отражает величина коэффициента усиления. Обычно коэффициент усиления триодов мал и не превышает нескольких десятков, что относят к одному из крупных недостатков этих компонентов.

Проницаемостью называют обратный коэффициенту усиления параметр, то есть отношение приращений напряжений сетка-катод и анод-катод при фиксированном анодном токе:

D = – Uс / Uа = 1 / µ.

Крутизна анодно-сеточной характеристики – это отношение приращения анодного тока к приращению напряжения сетка-катод при фиксированном напряжении анод-катод (мА / В):

S = Iа / Uс.

Следует отметить, что произведение внутреннего сопротивления, крутизны анодно-сеточной характеристики и проницаемости триода всегда строго равно единице:

Rв · S · D = ( Uа / Iа) · ( Iа / Uс) · ( Uс / Uа) = Rв · S / µ = 1.

Другими словами, µ = Rв · S, что называют «основным уравнением» или «внутренним уравнением» компонента.

113Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

Электроды и выводы от них изолированы друг от друга, подобно конденсатору, слоем стекла баллона и вакуумом, в результате чего между всеми электродами триода присутствуют паразитные ѐмкости. Ёмкость сетка-катод именуют входной, так как управляющее напряжение подают как раз между сеткой и катодом. Выходной сигнал получают между анодом и катодом, что стало причиной соответствующего обозначения выходной ѐмкости. Между входом и выходом присутствует третья – самая пагубная паразитная ѐмкость сетка-анод – называемая проходной.

Входная и выходная ѐмкости шунтируют сигнал на высокой частоте, что снижает частотные свойства триодов, а проходная ѐмкость может инициировать положительную обратную связь с выхода на вход, которая способна привести к автогенерации.

8.4. Тетроды

8.4.1. О тетродах и влиянии экранирующих сеток на их параметры

Итак, к наиболее значительным недостаткам электровакуумных триодов относят низкий коэффициент усиления и относительно высокую проходную ѐмкость, обычно достигающую нескольких единиц пикофарад. Чтобы минимизировать указанные недостатки, были разработаны лампы с двумя сетками – тетроды.

Тетродом называют электровакуумный компонент, который состоит из катода, экранирующей сетки, которую закрепляют в промежутке между управляющей сеткой и анодом. К выводу второй, экранирующей сетки, прикладывают постоянное напряжение положительной полярности, обычно составляющее 0,3 … 0,8 от величины анодного напряжения. Напряжение экранирующей сетки не

114Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

должно иметь значительную переменную составляющую, и поэтому его часто снимают с выхода сглаживающего фильтра. На упрощѐнной принципиальной схеме рис. 8.4 показан усилительный каскад, выполненный на одном тетроде.

Рис. 8.4. Тетрод в усилительном каскаде

На рисунке обозначение R1 имеет нагрузка тетрода, которая включена в анодную цепь. По резистору R2 течѐт постоянный ток экранирующей сетки, и на нѐм падает избыток напряжения. Конденсатор C1 шунтирует вывод экранирующей сетки, замыкая на общий провод переменную составляющую напряжения.

Экранирующая анод сетка более густа, нежели управляющая сетка, и минимизирует ускоряющее поле анода настолько, что даже при анодном напряжении в сотни вольт и отсутствии сеточного напряжения анодный ток тетрода не течѐт. В результате флюктуации анодного напряжения, приводящие к изменениям поля экранированного анода, практически не оказывают воздействия на силу анодного тока. Экранирующая сетка приводит к увеличению коэффициента усиления лампы до многих сотен, повышению входного сопротивления и вызывает многократное снижение проходной ѐм-

115Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

кости, которая для микромощных тетродов достигает тысячных долей пикофарада, а для мощных – десятых долей пикофарада. Эти достоинства могли бы номинировать тетроды на звание замечательных электронных ламп, однако исключительно важный недостаток

– динатронный эффект – объясняет крайне редкое применение тетродов рассмотренной конструкции в электронных усилителях. Также недостатком выступает необходимость применения двух и более компонентов в цепи питания экранирующей сетки.

8.4.2. Динатронный эффект

На рис. 8.5 отражена зависимость токов анода и второй экранирующей сетки тетродов от величины анодного напряжения.

Рис. 8.5. Зависимости Iа = f (Ua) и Iс2 = f (Uа)

Если анодное напряжение отсутствует, то электроны, получаемые в результате эмиссии, достигают экранной сетки и отдают ей свою энергию, вызывая протекание по ней тока наибольшей силы. Так как анод экранирован второй сеткой, то электроны не долетают до анода и анодный ток минимален.

Если подать некоторое напряжение анод-катод, то поле анода, устремляющее электроны к аноду, вызовет увеличение анодного тока и уменьшение тока экранной сетки. Если ещѐ увеличить посто-