Триоди. Устройство и принцип на действие (стр. 1 от 2)
1. Устройство и принцип на действие
2. РОЛЯ НА КОНТРОЛНАТА РЕШЕТКА
Нека разгледаме влиянието на полето на управляващата мрежа върху анодния ток в триода. За разлика от диода, триодът има две вериги за управление на аноден ток - анодна верига и верига на управляваща мрежа. Обектът на управление е пространственият заряд на електроните, излъчвани от катода. Степента на влияние се определя от разстоянието на съответния електрод до катода. Контролната решетка е разположена по-близо до катода, отколкото анода, и следователно влиянието на електрическото поле на контролната решетка върху пространствения заряд на катода е съответно по-голямо от анодното поле. Контролната мрежа е електростатичен екран между анода и катода. Това означава, че не всички линии на електрическото поле на анодното поле достигат до катода, тъй като някои от тези линии са затворени в решетката, което води до съответно намаляване на ефекта на анодното поле върху пространствения заряд, разположен близо до повърхността на катода.
Нека приложим постоянно напрежение между анода и катодаUaплюс анода и да променим напрежението между управляващата решетка и катодаUcпо големина и знак (фиг. 3). Когато към решетката се приложи отрицателно напрежение, се създава забавящо поле за електроните на пространствения заряд; следователно във всяка точка между решетката и катода електроните се влияят от полето, образувано в резултат на взаимодействието между ускоряващото поле на анода и забавящото поле на решетката. При определено отрицателно напрежениеUcанодният ток става равен на нула, създава се забавящо поле не само на завоите на решетката, но и в пролуките между тях, предотвратявайки преминаването на електрони от катода към анода. В този случай пространственият заряд на катода има най-висока плътност. Ще намалим отрицателното напрежение на мрежата, полученото полемежду завоите на решетката се променя и става ускоряваща за електрони. Колкото по-ниско е отрицателното напрежение в мрежата, толкова по-силно действа ускоряващото поле и толкова по-голям става токътIa. Когато се приложи положително напрежение +Uc, електроните се ускоряват не само от анодното поле, но и от полето на мрежата. Анодният ток става още по-голям. Някои от електроните обаче се привличат директно към навивките на решетката и образуват мрежов токIs.
По този начин, при положително напрежение на решетката, общият катоден токIk се разклонява на два тока: аноден токIa и ток на мрежатаIs.
3. ДЕЙСТВАЩО НАПРЕЖЕНИЕ В ТРИОДА
По едно време съветският учен М. А. Бонч-Бруевич предложи да се замени триодът с еквивалентен диод, когато се анализира работата му. Анодното напрежение на еквивалентния диод, при което катодните токове на двете лампи са равни, се нарича ефективно напрежение на триода. Извеждането на формулата за ефективно напрежение за триод дава следния резултат:
g deUd - ефективно напрежение,D—триодна пропускливост.
където Cac е капацитетът анод-катод, Csk е капацитетът решетка-катод. Пропускливост на триода D 3/2 d = G(Uc + DUa) 3/2
Трябва да се отбележи, че еквивалентността на диода и триода се осъществява само когато катодните токове на двете лампи са еднакви. Следователно тази формула е приложима само когатоIa=Ik, т.е. когатоIc=0.Но дори и в този случай реалните характеристики на триода се различават от идеалните, изградени на базата на тази формула, поради сложността на явленията, възникващи в триода и не взети предвид при извеждането на тази формула.
4. СТАТИЧНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ТРИОДА
И така, анодният ток на триода е функция на две променливи величини - анодно напрежениеUa имрежово напрежениеUs.Зависимостите на анодния токIa от едно от тези напрежения при постоянно друго напрежение и представляват семейства от статични характеристики на триода. Схемата за снемане на тези характеристики е показана на фиг.3
Анодни характеристикиIa=f(Ua)при Uc=const (фиг.4) са изходните характеристики на триода. За измерване на характеристиките на анода, постоянното напрежение се задава с помощта на потенциометъраRIвъв веригата на мрежата и след това напрежениетоUa,се променя плавно от потенциометъраR2в анодната захранваща верига, като се фиксира текущата стойностIa с милиамперметър"mA". Анодната характеристика, взета приUc=0,, преминава през началото, а тези, взети приUc=0, се изместват вдясно от нулевата характеристика, тъй като анодният ток намалява с отрицателен потенциал на решетката. За да се компенсира спирачното електрическо поле, създадено от напрежението —Uc,, е необходимо да се приложи определено напрежение+U a,и едва тогава ще се появи токътIa. При същата стойност на напрежението —Uc, за появата на токIa, колкото по-голямо напрежение+Uа,е необходимо, толкова по-ниска е пропускливосттаD,, тъй като екраниращият ефект на управляващата решетка става по-силен и ефектът на анодното поле върху токаIa намалява.
Анодните характеристики, взети приUc>0,, са разположени вляво от характеристиката приUc=0.В същото време се наблюдава токIи дори приUa= 0,, което се обяснява със създаването на ускоряващо поле за електрони чрез положително напрежение върху решетката, което увеличава енергията на електроните, позволявайки на някои от тях да летят между завоите на решетката d и достигат до анода. При ниски напреженияUa, първо се наблюдава рязко увеличение на токаIa,, след това характеристикатастава по-нежен. Това се обяснява с факта, че приUa=0в пространството между решетката и анода се образува друг обемен заряд от електрони, който се намира между катода и решетката. Когато се прилагат дори малки напреженияUa, този пространствен заряд се разсейва от анодното поле и неговите електрони се привличат към анода, увеличавайки токаIa. С по-нататъшно увеличаване на напрежениетоUaтокътIa расте по-бавно, тъй като неговото увеличение се дължи само на околокатодния пространствен заряд.