При разогреве катода электроны начнут покидать его поверхность за счёт термоэлектронной эмиссии. Покинувшие поверхность электроны будут препятствовать вылету других электронов, в результате вокруг катода образуется своего рода облако электронов. Часть электронов с наименьшими скоростями из облака падает обратно на катод. При заданной температуре катода облако стабилизируется: на катод падает столько же электронов, сколько из него вылетает.
При подаче на катод отрицательного электрического потенциала, а на анод — положительного возникает электрическое поле, которое заставляет электроны двигаться от катода к аноду. Тем самым в цепи появляется ток.
Если же на катод подан «+», а на анод «-» (обратное включение), электрическое поле препятствует движению электронов, которые покидают катод и ток не течёт.
Вольт-амперная характеристикаэлектровакуумного диода имеет 3 участка:
1.Нелинейный участок. На начальном участке ВАХ ток медленно возрастает при увеличении напряжения на аноде, что объясняется противодействием полю анода объёмного отрицательного заряда электронного облака. По сравнению с током насыщения, анодный ток очень мал. Его зависимость от напряжения растет экспоненциально, что обуславливается разбросом начальных скоростей электронов. Для полного прекращения анодного тока необходимо приложить некоторое анодное напряжение меньше нуля, называемое запирающим.
2.Участок закона «трех вторых». Зависимость анодного тока от напряжения характеризуется законом Ленгмюра-Чайльда-Богуславского (так же называемым законом «трех вторых»).
3.Участок насыщения. При дальнейшем увеличении напряжения на аноде рост тока замедляется, а затем полностью прекращается, так как все электроны, вылетающие из катода, достигают анода. Дальнейшее увеличение анодного тока при данной величине накала невозможно, поскольку для этого нужны дополнительные электроны, а их взять негде, так как вся эмиссия катода исчерпана. Установившейся в этом режиме анодный ток называется током насыщения. Этот участок описывается законом Ричардсона-Дешмана.
ВАХ анода зависит от напряжения накала — чем больше накал, тем больше крутизна ВАХ и тем больше ток насыщения. Однако увеличение напряжения накала приводит к уменьшению срока службы лампы.
Электровакуумные диоды маркируются по такому принципу, как и остальные лампы:
1. Первое число обозначает напряжение накала, округлённое до целого.
2. Второй символ обозначает тип электровакуумного прибора. Для диодов:
§ Д — одинарный диод.
§ Ц — кенотрон (выпрямительный диод)
§ X — двойной диод, то есть содержащий два диода в одном корпусе с общим накалом.
§ МХ — механотрон-двойной диод
§ МУХ — механотрон-двойной диод для измерения углов
3. Следующее число — это порядковый номер разработки прибора.
4. И последний символ — конструктивное выполнение прибора:
§ С — стеклянный баллон диаметром более 24 мм без цоколя либо с октальным (восьмиштырьковым) пластмассовым цоколем с ключом.
§ П — пальчиковые лампы (стеклянный баллон диаметром 19 или 22,5 мм с жёсткими штыревыми выводами без цоколя).
§ Б — миниатюрная серия с гибкими выводами и с диаметром корпуса менее 10мм.
§ А — миниатюрная серия с гибкими выводами и с диаметром корпуса менее 6мм.
§ К — серия ламп в керамическом корпусе.
Если четвертый элемент отсутствует, то это говорит о присутствии металлического корпуса!
16. Эле́ктрова́куумный трио́д, или просто трио́д, — электронная лампа, позволяющая входным сигналом управлять током в электрической цепи. Имеет три электрода: термоэлектронный катод анод и одну управляющую сетку. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. Триоды были первыми устройствами, которые использовались для усиления электрических сигналов в начале XX века. В настоящее время вакуумные триоды практически полностью вытеснены полупроводниковыми транзисторами. Мощные радиолампы имеют сравнимый с мощными транзисторами КПД; надёжность их также сравнима, но срок службы значительно меньше. Маломощные триоды имеют невысокий КПД, так как на накал тратится значительная часть потребляемой каскадом мощности, порой более половины от общего потребления лампы.
Эти зависимости чаще всего называют статическими вольтамперными характеристиками.
Как видно из рис. 5, анодный ток существует как при положительном, так и при отрицательном напряжении на управляющей сетке. При отрицательном напряжении на сетке анодный ток уменьшается и, наконец, при сеточном напряжении Е’с, когда ни одни электрон не может преодолеть потенциально го барьера отрицательно заряженной сетки, анодный ток прекращается вовсе. Это сеточное напряжение называют напряжением сдвига, либо напряжением отсечки. При положительном напряжении на управляющей сетке, анодный ток сперва начинает возрастать. Одновременно появляется ток управляющей сетки. При больших положительных напряжениях на сетке, ток управляющей сетки резко возрастает, а анодный наоборот перестает расти, а затем начинает уменьшаться.
17. Тетро́д — электронная лампа, имеющая 4 электрода: термоэлектронный катод (прямого или косвенного накала), 2 сетки (управляющую и экранирующую) и анод. Изобретён Вальтером Шоттки в 1919. Приёмо-усилительные тетроды применялись в радиоприёмных трактах до массового распространения пентодов. Генераторные имодуляторные тетроды применяются по сей день в силовых каскадах радиопередатчиков. Лучевые тетроды нашли применение в выходных каскадах УНЧ и до сих пор широко используются в гитарных усилителях (реже — в высококачественных УНЧ). Особый класс приборов — электрометрические тетроды также имеют две сетки, но принципиально отличаются от обычных тетродов и конструктивно, и в практическом применении.
18.Пенто́д (от др.-греч. πέντε пять, по числу электродов) — вакуумная электронная лампа с экранирующей сеткой, в которой между экранирующей сеткой и анодом размещена третья (защитная или антидинатронная) сетка, подавляющая динатронный эффект. Как правило, в лампах прямого накала третья сетка соединяется со средней точкой катода, в лампах косвенного накала — с любой точкой катода. В большинстве пентодов третья сетка и катод соединены внутри баллона, поэтому у них всего четыре сигнальных вывода.По конструкции и назначению пентоды делятся на четыре основные типа: маломощные усилители высоких частот, выходные пентоды для видеоусилителей, выходные пентоды усилителей низких частот, и мощные генераторные пентоды[3].
Анодные вольт-амперные характеристики (ВАХ) маломощных пентодов близки к идеальным: резкий переход из режима возврата в режим перехвата происходит при относительно низких Ua; плоские «полки» ВАХ свидетельствуют о высоком выходном сопротивлении (6Ж32П — 2.5 МОм в номинальном режиме [75]). Это позволяет строить на пентодах почти совершенные дифференциальные каскады[76] и активные нагрузки (стабильные источники тока)[77]. В мощных пентодах выходное сопротивление относительно низкое, а переход в зону перехвата растянут. При малых анодных напряжениях и большом отрицательном смещении управляющей сетки наблюдается «тетродная» нелинейность полки ВАХ.
Качественный анализ ВАХ пентодов показывает, что
· Выходное сопротивление пентода (в том числе мощного низкочастотного) на практике можно считать бесконечно большим[20].
· Расчётный коэффициент усиления пентода по напряжению весьма велик (до 5000[78]) — настолько, что его точное значение теряет практический смысл и редко нормируется производителем. Усиление каскада на НЧ определяется не этим коэффициентом, а произведением крутизны лампы на сопротивление нагрузки[78].
· Мгновенное значения напряжения на аноде пентода может опускаться до значений, намного меньших, чем в триодном каскаде. Поэтому при равном напряжении питания размах напряжения на выходе пентода может быть больше, чем у триода[79]. (но меньше чем у лучевого тетрода).
· Спектр гармоник пентода содержит бо́льшую, чем в спектре триода, долю нечётных гармоник, и бо́льшую долю высших гармоник. В спектре гармоник триода доминирует вторая гармоника, а доля высших гармоник (шестой и выше) пренебрежительно мала[80].
Как видно из рис. 5, анодный ток существует как при положительном, так и при отрицательном напряжении на управляющей сетке. При отрицательном напряжении на сетке анодный ток уменьшается и, наконец, при сеточном напряжении Е’с, когда ни одни электрон не может преодолеть потенциально го барьера отрицательно заряженной сетки, анодный ток прекращается вовсе. Это сеточное напряжение называют напряжением сдвига, либо напряжением отсечки. При положительном напряжении на управляющей сетке, анодный ток сперва начинает возрастать. Одновременно появляется ток управляющей сетки. При больших положительных напряжениях на сетке, ток управляющей сетки резко возрастает, а анодный наоборот перестает расти, а затем начинает уменьшаться.