Тріоди. Пристрій та принцип дії (стор. 1 із 2)
1. Пристрій та принцип дії
2. РОЛЬ КЕРУЮЧОЇ сітки
Розглянемо вплив поля сітки, що управляє, на анодний струм у тріоді. На відміну від діода в тріоді є два ланцюги управління анодним струмом - ланцюг анода і ланцюг сітки, що управляє. Об'єктом управління є просторовий заряд електронів, емітованих катодом. Ступінь впливу визначається відстанню відповідного електрода до катода. Керуюча сітка розташована ближче до катода, ніж анод, і тому вплив електричного поля сітки, що управляє, на просторовий заряд у катода відповідно більше, ніж поля анода. У керуюча сітка є електростатичним екраном між анодом та катодом. Це означає, що не всі електричні силові лінії поля анода досягають катода, оскільки частина цих ліній замикається на сітці, що призводить до відповідного зменшення впливу поля анода на просторовий заряд, розташований біля поверхні катода.
Подамо постійну напругу між анодом і катодомUаплюсом на анод і змінюватимемо напругу між керуючою сіткою і катодомUcза величиною і за знаком (рис.3). При подачі негативної напруги на сітку для електронів просторового заряду створюється поле, що гальмує, тому в кожній точці між сіткою і катодом на електрони діє поле, що утворилося в результаті взаємодії між прискорюючим полем анода і гальмуючим полем сітки. При певному негативному напрузіUcанодний струм стає рівним нулю, поле, що гальмує, створюється не тільки у витків сітки, але і в проміжках між ними, перешкоджаючи прольоту електронів від катода до анода. При цьому просторовий заряд катода має найбільшу щільність. Зменшуватимемо негативну напругу на сітці, що результує полеміж витками сітки змінюється та стає прискорюючим для електронів. Чим менша від'ємна напруга на сітці, тим сильніше діє прискорювальне поле і тим більше стає струмIа. При подачі позитивної напруги +Ucелектрони отримують прискорення як за рахунок поля анода, але й з допомогою поля сітки. Анодний струм стає ще більшим. Однак частина електронів притягується безпосередньо до витків сітки та утворює струм сіткиIс.
Таким чином, при позитивній напрузі на сітці загальний катодний струмIдо розгалужується на два струми: аноднийIа і сітковийIс.
3. ДІЙ СТВОРЧА НАПРУГА В ТРІОДІ
Свого часу радянський учений М. А. Бонч-Бруєвич запропонував замінити тріод під час аналізу його роботи еквівалентним діодом. Анодна напруга еквівалентного діода, при якому катодні струми обох ламп рівні, називається напругою тріода, що діє. Висновок формули напруги для тріода дає наступний результат:
г деUд - діюча напруга,D-проникність тріода.
де Сак - ємність анод-катод, Сск - ємність сітка-катод. Проникність тріода Д 3/2 д = G(Uc + DUa) 3/2
Слід зазначити, що еквівалентність діода та тріода має місце лише за рівності катодних струмів обох ламп. Тому дана формула застосовна лише тоді, колиIа=Iдо , тобто колиIс=0.Але навіть у такому разі реальні характеристики тріода відрізняються від ідеальних, побудованих на підставі цієї формули через складність явищ, що відбуваються в тріоді і не враховані при виведенні цієї формули.
4. СТАТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРІОДУ
Отже, анодний струм тріода є функцією двох змінних .величин - анодної напругиUа ісіткової напругиUс.Залежності анодного струмуIа від одного з цих напрузі при постійній іншій напрузі і являють собою сімейства статичних характеристик тріода. Схема зі зняттям цих характеристик показано на рис.3
Анодні характеристикиIa=f(Ua)при Uc=const (рис.4) є вихідними характеристиками тріода. Для зняття анодних характеристик постійну напругу встановлюють за допомогою потенціометраRIв ланцюзі сітки, а потім потенціометромR2в ланцюзі живлення анода плавно змінюють напругуUa,фіксуючи міліамперметром«мА»значення струмуIа. Анодна характеристика, знята приUc=0,проходить через початок координат, а зняті приUc=0зсунуті вправо від нульової характеристики, оскільки при негативному потенціалі на сітці анодний струм зменшується. Для компенсації електричного поля, що гальмує, створеного напругою —Uc,потрібно подати певну напругу+U a,і тільки тоді з'явиться струмIа. При тому ж значенні напруги -Ucдля появи струмуIа потрібна тим більша напруга+Uа,чим менше проникністьD,екрануюча дія сітки, що управляє, стає сильнішим і вплив поля анода на струмIа зменшується.
Анодні характеристики, зняті приUc>0,розташовуються лівіше характеристики приUc=0.При цьому спостерігається струмIа навіть приUa= 0, Що пояснюється створенням прискорюючого поля для електронів позитивною напругою на сітці, що збільшує енергію електронів, дозволяючи деяким з них пролетіти між витками сітки і долетіти до анода. При невеликих напругахUаспостерігається спочатку різке збільшення струмуIa,потім характеристикастає більш пологою. Це пояснюється тим, що приUa=0у просторі між сіткою та анодом утворився ще один просторовий заряд електронів, який розташований між катодом і сіткою. При подачі навіть невеликої напругиUацей просторовий заряд розсіюється полем анода, а електрони його притягуються до анода, збільшуючи струмIа. При подальшому збільшенні напругиUaструмIа зростає повільніше, тому що його збільшення йде тільки за рахунок навколокатодного просторового заряду.