На главную Прислать статью Форум Ссылки Обратная связь
 



Устройство, характеристики и основные параметры усилительных ламп

Для усиления, генерирования и других преобразований электрических сигналов применяются электровакуумные электронные лампы с сетками. Их устройство, принцип действия, характеристики и параметры подробно описаны в другой литературе. Поэтому укажем лишь некоторые данные об этих приборах.

К усилительным лампам, на базе которых создавалась электронная техника, относятся триоды, тетроды, пентоды, лучевые тетроды, гептоды и др.

Триоды — это трехэлектродные лампы, в электровакуумных баллонах которых между термокатодом и анодом расположена управляющая сетка (рис. 3, а). Катод прямого или косвенного накала, питаемый постоянным или переменным напряжением накала от 2 до 30 В, а в большинстве случаев 6,3 В, предназначен для непрерывного создания электронной эмиссии, то есть потока свободных электронов, при помощи которых осуществляется токопрохождение через вакуумное пространство катод — анод.

Анод в виде цилиндра или другой формы с охлаждающими ребрами предназначен для собирания электронов, движущихся от катода под действием напряженности электрического поля, создаваемого источником анодного напряжения Uа, создавая анодный ток Iа во внешней анодной цепи.

Управляющая сетка, выполненная в форме спирали или штырей, расположенных вокруг катода, вблизи его, управляет величиной потока электронов, то есть величиной анодного тока от нуля до максимального значения. Эта функция выполняется управляющей сеткой под воздействием приложенного к ней относительно катода изменяющегося по величине сеточного отрицательного, а иногда и положительного напряжения. При отрицательном напряжении на сетке в сеточной цепи ток отсутствует, а при положительном напряжении появляется сеточный ток, отнимая из электронной эмиссии часть потока свободных электронов. Таким образом триод преобразует энергию источника постоянного тока в энергию переменного тока, изменяющегося по закону изменения сигнала, подаваемого на сетку лампы. При этом величина анодного тока является функцией двух переменных, то есть сеточного и анодного напряжений:

Ia = f (Uc;Ua) при Uнак = пост

Этому уравнению соответствуют два вида вольт-амперных характеристик:

  1. анодно-сеточные Ia = F(Ua) при Ua = пост
  2. анодные Ia =  f(Ua) при Uc = пост.

Если брать по нескольку значений Ua и Uc то получим семейства статических анодно-сеточных и анодных вольт-амперных характеристик (рис. 3 б, в).

Пользуясь семействами этих характеристик, можно определить основные параметры триодов, характеризующих их свойства и пригодность для работы в той или иной схеме. К основным статическим параметрам как триодов, так и других нижеуказанных усилительных ламп относятся:

  1. Крутизна вольт-амперной характеристики S = ΔIa / ΔUa при Ua = пост, равная для триодов от 1-7 и более мД/В;
  2. Внутреннее сопротивление переменному току Ri = ΔUa / ΔIa при Uс = пост (от 0,5 до 100 кОм);
  3. Статический коэффициент усиления по напряжению (μ = ΔUa / ΔUc при Ia = пост (от 4 до 100 и более).

Эти внутренние (статические) основные параметры усилительных ламп связаны соотношением, называемым внутренним уравнением параметров лампы  μ = S * Ri. Зная два из этих параметров, можно определить и третий.

Величина этих параметров усилительных ламл одного и того же типа может отклоняться от номинала до 20—30%, что зависит от геометрического расположения и величины электродов внутри лампы, эмиссионной способности катода, режима работы и количества отработанных часов. Однако такое колебание основных параметров обеспечивает нормальную взаимозаменяемость однотипных усилительных ламп.

Кроме основных параметров усилительные лампы характеризуются еще и другими важными параметрами: допустимой мощностью, рассеиваемой анодом лампы Pадоп  = Ia * Ua; номинальными значениями Ia, Ua, Uнак; максимально допустимыми значениями Ia макс, Ua макс а также величиной паразитных межэлектродных емкостей Cск, Сак, Cса, влияющих на частотные свойства ламп.

Наиболее вредное действие на усилительные свойства ламп оказывает проходная емкость Cса, большое значение которой может нарушить нормальную работу усилительного каскада на ВЧ, превратив его в генератор электрических колебаний.

Чтобы уменьшить паразитную проходную емкость и одновременно увеличить коэффициент усиления, выпускаются тетроды — четырех-электродные лампы, которые отличаются от триода тем, что между управляющей сеткой и анодом введена еще вторая экранирующая сетка, имеющая напряжение Uэкр = (0,5 - 1) * Uа. Однако в результате перехвата экранной сеткой вторичных электронов, выбиваемых из анода первичными электронами (явление динатронного эффекта), получается завал анодной характеристики вблизи Uэкр Ua . Поэтому для устранения этого дефекта стали выпускать пентоды и мощные лучевые тетроды.

Пентод отличается от тетрода тем, что между анодом и экранной сеткой введена третья сетка, которая называется защитной, или антидинатронной. Защитная сетка, имея редкие витки, соединена внутри или снаружи лампы с катодом. Поэтому она имеет нулевой потенциал относительно катода и не пропускает вторичные электроны на экранную сетку, возвращая их обратно на анод (рис. 4, а).

Таким образом, у ВЧ пентодов, обозначаемых буквой К или Ж. проходная емкость сведена до сотых и тысячных долей пикофарад, а внутреннее сопротивление Ri и коэффициент усиления μ на один-два порядка больше, чем у триодов.

Густая экранирующая сетка у пентодов перехватывает часть первичных электронов, летящих от катода, образуя в ее внешней цепи ток экранной сетки Iэ = (0,2 ÷ 0,3) * Ia при Uэкр = (0,4 ÷ 1) * Ua. Эти улучшенные свойства пентодов дали возможность широко использовать их в каскадах усиления не только НЧ, но ВЧ, а также в ВЧ генераторах и других устройствах.

Высокочастотные пентоды с буквой Ж (6Ж1 и др.) имеют короткую, а с буквой К (6К4 и др.) — удлиненную анодно-сеточную характеристику.

Анодные характеристики пентодов имеют в начале координат большую крутизну, а затем, достигнув насыщения, идут почти горизонтально, параллельно оси абсцисс (рис. 4 в, г).

У мощных НЧ пентодов, обозначаемых буквой П (6П9, .6П18П и др.), анодные характеристики идут с некоторым подъемом относительно оси абсцисс. В качестве мощных усилительных ламп широкое применение получили в каскадах усиления мощности и в генераторах электрических колебаний лучевые тетроды (6П6С, 2П2П, Г807 и др.). У которых динатронный эффект устранен без дополнительной защитной сетки посредством соответствующей фокусировки электронного потока, проходящего через промежутки витков управляющей и экранирующей сеток от катода к аноду. Эта фокусировка создается при помощи двух встроенных в лампу лучеобразующих пластин, соединенных с катодом (рис. 4, б).

Анодные характеристики и основные параметры лучевых тетродов примерно такие же, как у мощных пентодов, но они мощнее последних.

В качестве смесительных и преобразовательных ламп используются гептоды — пятисеточныелампы (6А10С, 6А2П, 6И2Пи др.). Они имеют две управляющие сетки, две соединенные вместе с одним выводом экранные сетки и одну защитную сетку. Подавая на две управляющие сетки сигналы от двух источников, можно, смешивая их, получить на выходе в анодной цепи и выделить при помощи настроенного колебательного контура сигнал промежуточной частоты fпр = f1 - f2.

Усилительные лампы оформляются в стеклянном или металлическом корпусе. Обычные лампы имеют октальный цоколь, а серии пальчиковых миниатюрных ламп выпускаются без цоколя с октально расположенными проволочными выводами. Для уменьшения габаритов и улучшения параметров выпускаются комбинированные лампы, состоящие из двух или трех ламп в одном корпусе.

Система маркировки усилительных ламп осуществляется согласно ГОСТ 13393—67, а их условное графическое обозначене в схемах — согласно ГОСТ ЕСКД.

Номенклатура выпускаемых усилительных ламп и их вольт-амперные характеристики и параметры приведены в справочниках.

 


В.Майоров, С.Майоров - Усилительные устройства на лампах, транзисторах и микросхемах



 

При перепечатке материалов ссылка на первоисточник обязательна.

© 2006-2021 www.radiolamp.ru

Яндекс.Метрика