Электровакуумный триод: характеристики и применение

Электровакуумным триодом (ЭВТ) называют электронную лампу, у которой между анодом и катодом расположен управляющий электрод (сетка), напряжение на котором позволяет изменять ток анода (рис. 1.5 а). При этом часть электронов попадает на сетку, создавая сеточный ток. Эквивалентная схема триода с учетом межэлектродных емкостей С_СК и С_АК приведена на рис. 1.5 б. Для увеличения влияния на ток анода сетка располагается ближе к катоду. При отрицательном напряжении на сетке ток в ней практически отсутствует.

Используя предположение М. А. Бонч-Бруевича о равенстве зарядов, наведенных на катоде триода (рис. 1.5 б) и эквивалентного диода (рис. 1.5 в) , можно получить (C_n = С_СК + С_АК)

                      ,    (1.5)

где – проницаемость анода, Отсюда, согласно (1.2), ток анода триода:      

                          ,            (1.6)

где из-за D_А <<1 влияние U_А на I_А значительно слабее, чем U_С.

Для примера на рис. 1.6 приведено семейство анодных ВАХ триода 6Н2П,  где  для  заданного значения    U_С = const  они  начинаются  с    U_{А 0} = – U_С / D_А.

Аналогично может быть построено семейство анодно–сеточных ВАХ, например триода 6С5С, которые при U_А = const начинаются с U_{С 0}= – U_АD_А (рис. 1.7).

В статическом режиме ток I_А триода является функцией двух напряжений – U_С и U_А. Это означает, что приращение ∆ I_А (ввиду нелинейности ВАХ) будет определятся как

                                 ,                             (1.7)

где  – крутизна (проводимость прямой передачи);             (1.8)

 – внутренняя проводимость триода.                         (1.9)

Считая, что в статическом режиме D I_А = 0, из уравнения (1.7) можно получить коэффициент усиления по напряжению

                                              .                               (1.10)

Дифференцирование формулы (1.6) показывает, что m =1/ D_А, откуда, согласно (1.10), следует уравнение параметров триода:

                                                   SD_АR_i = 1.                                    (1.11)

Используя формулы (1.8)–(1.10), можно определять параметры триода по его анодным или анодно-сеточным характеристикам. Для этого нужно выбрать две соседние характеристики, снятые при напряжениях, близких к рабочим, построить треугольники токов–напряжений АВС (рис. 1.8) и проекцией точек А, В, С на оси I_А, U_А, U_С найти величины D I_А, D U_А, D U_С,причем для рис. 1.8а D U_С = U_{С 1 ­} -U_{С 2}, а для рис 1.8б D U_А = U_{А 1 ­} - U_{А 2}. Точность определения S, G_i, m будет тем выше, чем меньше размеры треугольников АВС.

Применение ЭВТ достаточно обширно. Это усилители высокой и низкой частоты, генераторы колебаний, стабилизаторы напряжения и тока и т.п. Стандартная схема усилителя с анодной нагрузкой приведена на рис. 1.9а, а его схема замещения для режима малого сигнала – на рис. 1.9б. Если положить, что ток сетки равен нулю, а внутренняя проводимость достаточно мала (G_i»0), то значение переменного напряжения на нагрузке R_H­ будет равно , откуда коэффициент усиления по напряжению .

Условное обозначение триодов аналогично диодам, т.е. первая цифра указывает напряжение накала, вторая буква обозначает: С – триод, H - двойной триод. Затем следует порядковый номер разработки, а последняя буква определяет тип корпуса или надежность. Параметры некоторых типов серийных триодов приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3