тем, что электрическое поле между сеткой и катодом ускоряет или замедляет движение электронов к аноду (рис. 74).

Зависимость анодного тока от напряжения между сеткой и катодом можно снять экспериментально с помощью схемы

рис. 75. Примерный вид этой ,

зависимости при определенном напряжении между анодом и катодом (7 изображен на рис. 76. Вид кривой объясняется тем, что при увеличении сеточного напряжения U,

йноа

Катод

Янод

Сетка--У

Катпд б

Рнс. 73. Устройство триода (а) н условные обозначения (б): I - анод; 2 - сетка; 3 - нить накала; 4 - катоа

Рис. 74. Иллюстрация управляюще-щего действия сетки в триоде:

а - напряжение сетка - катод < ; 6 - напряжение сетка -

Рис. 75. Схема для снятия вольтамперных характеристик триода

увеличивается число электронов, скорость которых достаточна для того, чтобы достигнуть анода, и уменьшается число электронов, отталкиваемых электронным облаком обратно на катод. При некотором значении сеточного напряжения анодный ток становится равным току эмиссии и рост его прекращается. При дальнейшем увеличении сеточного напряжения (в области положительных значений потенциала сетки относительно като-

да) часть электронов притягивается к положительно заряженной сетке и, следовательно, появляется ток в цепи сетки Ig, который увеличивается с повышением сеточного напряжения (нижняя кривая рис. 76). Так как при этом электроны эмиссии, притягиваемые к сетке, не попадают на анод (а сумма сеточного и анодного токов должна быть постоянной вследствие насыщения), то анодный ток уменьшается, что и объясняет спад его характе -ристики.

Рис. 76. Примерный вид за-аиоимости анодного и сеточного токов триода от сеточного натряжения (при постоянном значении анодного напряжения)

< и ,б

Рис. 77. Семейство сеточных вольт-а\терных характеристик триада

Если бы та же зависимость = fig) была снята при большем значении анодного напряжения U, то полученная кривая была бы сдвинута влево относительно первой. Действительно, при большой величине U те же значения анодного тока получились бы при меньших сеточных напряжениях (см. точки а, ai на рис. 77). Снятие зависимости 4 = /(ta) при различных анодных напряжениях дает семейство кривых, выражающее анодный ток как функцию двух напряжений С/, и U, т. е. = f(Ug-U) (рис.77). Эти кривые называются сеточными вольтамперными характеристиками триода. Пользуясь схемой рис. 75, можно снять зависимость = f{U/, U ) и в другом порядке, а именно: снять кривую зависимости 1 =]{U ) при различных значениях сеточного напряжения U. Полученное семейство кривых (рис. 78) называется анодными вольтамперными характеристиками триода. Вид каждой из этих кривых объясняется аналогично характеристике диода. Увеличение сеточного напряжения вызывает сдвиг кривой влево, так как те же значения анодного тока получаются при меньшем анодном напряжении.

Сетка позволяет управлять анодным током триода при помощи приложенного к ней напряжения, небольшого по сравнению с анодным. Это ее свойство положено в основу таких важных электронных схем, как усилитель, генератор, мультивибратор и ряд других, описанных в соответствующих разделах Чтобы судить об управляющем действии сетки того или иного триода, пользуются величиной (см. рис. 77)

At/.

-, или S =

при 1/ = const.

(!1)

О Ю 20 30 40.5060 70f80 000,6

Рнс. 78. Семейство анодных вольтамперных характеристик триода

которая называется крутизной сеточной характеристики или просто крутизной лампы. Крутизна 5 показывает, на сколько миллиампер изменяется сила анодного тока при изменении сеточного напряжения на 1 в. т. е. характеризует влияние изменения сеточного напряжения на изменение анодного тока. Как легко видеть из рис. 77, эта величина численно равна тангенсу угла наклона касательной к сеточной характеристике.

Влияние изменения анодного напряжения на изменение анодного тока характеризуется величиной (см. рис.78);

Ri = -, или = = -jf- при = const, (12)

которая называется внутренним сопротивлением триода или сопротивлением переменному току, и численно равна котангенсу угла наклона касательной к анодной характеристике (угол а на рис. 71). Величина Ri показывает, на сколько вольт нужно изменить анодное напряжение, чтобы сила анодного тока изменилась на 1 ма. Эта величина является дифференциальной; она равна отношению изменений напряжения и тока или амплитуд переменного синусоидального напряжения и тока (см. рис. 78). Ее не следует смешивать с сопротивлением постоянному току

Ro = у-, которое равно котангенсу угла ai на рис. 70, а не угла

наклона касательной а на рис. 71.

Из сопоставления сеточных и анодных характеристик (см. рис. 77 и 78) очевидно, что изменение сеточного напряжения, например, на 1 в вызывает значительно большее изменение анодного тока, чем такое же изменение анодного напряжения. Физически это объясняется тем, что сетка имеет большую емкость относительно катода, чем анод (так как она расположена ближе к катоду). Одна и та же разность потенциалов вызывает больший заряд (Q = UC), и, следовательно, большую напряженность поля между сеткой и катодом, чем между анодом и катодом.

Величина р, показывающая, во сколько раз изменение сеточного напряжения MJ больше влияет на анодный ток, чем изменение анодного напряжения At/, называется коэффициентом усиления триода и равна

V- = -7-77 . ИЛИ 11 = при

Д и

= const,

(13)

т. е. отношению тех изменений анодного и сеточного напряжения, при которых сила анодного тока останется неизменной. Действительно, как показано на рис. 78, если изменить сеточное напряжение на величину AU, то анодный ток изменится на А/д (точки cud), что соответствует переходу с одной характеристики на другую. Однако при новом значении сеточного напряжения можно так изменить анодное напряжение на величину (точки е Я f), чтобы сила тока вернулась к прежнему значению (точка к). При этом анодное напряжение нужно изменить во много раз больше, чем сеточное. Число ц показывает, во сколько раз это изменение анодного напряжения AU, больше, чем изменение сеточного AL, и характеризует, следовательно, относительное влияние сеточного и анодного напряжений на анодный ток.

Величины 5, Ri я [i являются основными параметрами триода, характеризующими его с точки зрения пригодности для использования в той или иной схеме. Как очевидно из формул (6), (7) и (8), параметры триода могут быть связаны между собой следующей простой формулой:

S/?, = r. (14)

Лампы с экранной сеткой

Тетроды. Емкость между анодом и сеткой в ряде случаев вредно влияет на работу аппаратуры. Поэтому для уменьшения этой емкости в баллон лампы введена еще одна сетка, которая служит экраном между анодом и сеткой. Эта сетка называется

экранной сеткой, а ближайшая к катоду сетка - управляющей. Такая двухсеточная лампа называется четырехэлектродной лампой или тетродом. Конструкция тетрода показана на рис.79.

Для обеспечения достаточной величины анодного тока на экранной сетке создается положительный потенциал относительно катода, равный прибли-

зительно половине или 2/3 анодного

потенциала (рис. 80).

Благодаря наличию экранной сетки уменьшается число силовых линий электрического поля между анодом и сеткой, так как большая часть их заканчивается на экранной сетке. Это приводит к уменьшению емкости между анодом и управляющей сеткой примерно в тысячу и более раз.

Число силовых линий между анодом и катодом также сокращается во много раз и поэтому уменьшается и влияние анода на силу анодного тока, что приводит к значительным изменениям всех характеристик лампы. Как видно из рис. 81, анодная

3 4 J

Р(ис. 79. Устройство тетрода:

/ - наружный экран; 2 - анод; 3 - экранирующа.ч сетка; 4 - управляющая сетка; 5 - катод

Рис. 80. Иллюстрация экранирующего действия экранной сетки-а - схема включения тетрода; б - распределение силовых линий в пространстве между электродами тетрода

характеристика тетрода в значительной своей части почти горизонтальна. Поэтому величина внутреннего сопротивления i?., характеризуемая котангенсом угла наклона касательной к характеристике [см. формулу (12)], получается во много раз больше, чем у триода. Это обеспечивает большую величину коэффициента усиления [см. формулу (14)], что также является преимуществом лампы с экранной сеткой.

Большая величина внутреннего сопротивления объясняется тем, что благодаря экранирующему действию экранной сетки

изменение анодного тока почти не зависит от изменения анодного напряжения, а определяется лишь изменением напряжения на обеих сетках относительно катода.

Влияние анодного напряжения на анодный ток объясняется, следовательно, лишь перераспределением между анодом и экранной сеткой электронов, разгоняемых главным образом полем экранной сетки. При небольших анодных напряжениях большая часть электронов движется к экранной сетке и анодный ток мал, а экранный велик. С ростом анодного напряжения увеличивается число электронов, достигающих анода и уменьшается число

!.5

О 100 200 300 00 Ua. 6

Рис. 81. Анодные характеристики тетрода

их, попадающих на экранную сетку. При анодных напряжениях значительно больших, чем экранное Ug, почти весь электронный поток движется в основном к аноду, перераспределение почти закончено в пользу анода и анодный ток мало изменяется с увеличением анодного напряжения. Как видно из характеристик, сумма анодного и экранного тока не меняется с изменением анодного напряжения.

Впадина, наблюдаемая в характеристике при < объясняется так называемым динатронным эффектом. Этот эффект обусловлен явлением вторичной эмиссии, которое состоит в том, что электроны, достигшие анода, выбивают из него вторичные электроны. Если потенциал анода становится меньше, чем потенциал экранной сетки, то вторичные электроны летят к экранной сетке и их поток вычитается из основного потока электронов. Подъем характеристики при дальнейшем уменьшении анодного напряжения вызван тем, что при уменьшении скорости первичных электронов вторичная эмиссия прекращается (см. рис. 81).

Пентоды. Искривление вольтамперных характеристик тетрода в результате динатронного эффекта нарушает правильную работу ряда схем, вызывая нелинейные искажения в усилителях (см. стр. 317) и сокращая рабочий участок характеристики лампы. Для устранения этого эффекта между экранной сеткой