Электронные лампы (диоды, триоды, тетроды и пентоды)
Электронные лампы (диоды, триоды, тетроды и пентоды)
Конструктивно электронная лампа представляет собой стеклянный баллон с глубоким вакуумом, внутри которого расположен ряд электродов. Простейшая лампа — диод. Она содержит два электрода - катод, накаляемый нитью накала, и анод. Катод покрыт специальным веществом, способствующим излучению электронов. Если на аноде отрицательное напряжение, то электроны отталкиваются от него и в цепи «анод - катод» ток отсутствует. При положительном напряжении на аноде электроны притягиваются к нему и в цепи анода, появляется ток: чем выше напряжение на аноде, тем он больше.
Условные графическиe обозначения электронных ламп:
- а - диод,
- б - триод,
- в — тетрод,
- г — пентод
Таким образом, диод ведет себя как электронный вентиль, пропуская ток в одном направлении. Диод не является активным прибором, поскольку не в состоянии усиливать ток. Для управления током анода применяются электронные лампы, имеющие три электрода — триоды. У них между катодом и анодом расположена управляющая сетка. На нее обычно подают отрицательное напряжение. Чем оно выше, тем сильнее сетка отталкивает электроны, и меньшая часть их проходит через сетку и попадает на анод. Таким образом, сетка обеспечивает управление анодным током лампы 1а, который является функцией напряжений на сетке Uc и Ia(Uc,Ua) на аноде Ua. Естественно, что нить накала лампы должна питаться от отдельного источника, + например, батареи Ен. Если масса у катода достаточна, то нить накала можно питать и переменным током, хотя в чувствительных усилителях это чревато появлением фона переменного тока. Нетрудно заметить, что кривые семейства выходных ламп имеют заметный наклон. Для каждой точки любой кривой он характеризуется выходным сопротивлением лампы Ri = AUa/Ala. Кроме того, лампы характеризуются еще двумя параметрами — крутизной
Еще раз отметим, что эти параметры являются дифферснциальными, или малосигнальными, поскольку измеряются при малых приращениях соответствующих напряжений. И токов и относятся к определенной точке — она называется рабочей. Для установки рабочей точки нужно задать постоянные напряжения на сетке и на аноде — так называемые напряжения смещения.
Помимо выходных характеристик, лампы (и любые другие активные приборы) имеют передаточные характеристики — зависимости выходного тока от напряжения на входе. Для ламп это зависимость анодного тока от напряжения на управляющей сетке при постоянном напряжении на аноде Обычно в усилителях лампы используют при Uc<0, т. е. при отрицательной полярности напряжения на сетке. В этом случае ток сетки ничтожно мал и его можно принять равным нулю. Поскольку сетка и анод расположены близко друг от друга, между ними существует довольно сильная электростатическая связь. Поэтому электрическое поле анода влияет на поле сетки. Это можно трактовать как внутреннюю отрицательную обратную связь. Она и обуславливает рост анодного тока с ростом напряжения на аноде при постоянном напряжении на сетке. Благодаря этому триоды имеют низкое внутреннее сопротивление R|. Именно поэтому ВАХ триодов имеют характерные крутые участки, где ток анода сильно зависит от напряжения на аноде Крутизна ламповых триодов обычно составляет от единиц до сотен миллиампер на вольт (большие значения — для мощных ламп.