Частные уроки по физике

Анодные характеристики
Анодные характеристики имеют провал в той части, где анодное напряжение имеет достаточную величину (15-20 V), чтобы электроны, летящие от катода, могли создать вторичную эмиссию анода, но остается меньшим напряжения сетки, так что эти электроны имеют возможность, не возвращаясь к аноду, лететь к электроду" с более высоким потенциалом к сетке.

При этом сеточный ток возрастает настолько же, насколько анодный уменьшается вследствие ухода электронов. Если потенциал сетки становится выше потенциала анода, то вторичная электронная эмиссия из сетки может дать обратный динатронный эффект, т. е. ток сетки может начать снова уменьшаться, а анодный ток возрастать.

Большое количество уходящих от сетки вторичных электронов (если уход отрицательных зарядов превышает приток их из сеточной цепи) может привести к появлению у нее повышенного положительного потенциала, сильно увеличивающего ток анода, вследствие чего лампа может даже выйти из строя из-за расплавления анода. На токораспределение в триоде влияет также наличие в лампе значительных количеств остаточных газов, атомы которых ионизуются летящими от катода электронами. В результате, в лампе появляются дополнительные электроны и положительные ионы в довольно., значительном количестве, что искажает характеристики лампы.

Анодная характеристика при этом становится круто возрастающей, так как действие отрицательного объемного заряда у катода нейтрализуется положительными ионами, попадающими в этот объемный заряд. Отношением величины ионного тока сетки к величине вызывающего его электронного тока анода пользуются иногда для оценки вакуума в лампе. Величина ионного тока определяется числом возникающих в секунду положительных ионов, которое в свою очередь пропорционально числу электронов, вызывающих эту ионизацию, т. е. пропорционально анодному току.

В "лампах с хорошим вакуумом величина G не должна. превышать -Ю-4. Статическими называются характеристики триода, снимаемые при достаточно медленном изменении напряжений на электродах и при практическом отсутствии в цепях электродов лампы каких-либо элементов электрических цепей кроме измерительных приборов.

От схемы для испытания двухэлектродной лампы эта схема отличается только наличием цепи сетки. Для контроля сеточного тока и напряжения включаются вольтметр и чувствительный миллиамперметр или гальванометр. При наложении на сетку отрицательного потенциала (Ug 0) характеристика анодного тока уже не выходит из начала координат, а начинается правее его при некотором определенном значении анодного напряжения. Сеточный ток отсутствует. Картина меняется при положительном потенциале сетки (Ug 0). Во-первых, появляется сеточный ток.

Кривая сеточного тока !g f(Ua) идет тем выше, чем больше положительный потенциал сетки. Причина этого заключается в том, что с повышением анодного напряжения усиливается действие его ускоряющего поля и электроны могут покидать катод даже при сравнительно больших -отрицательных значениях сеточного напряжения. На самом деле оказывается, что экспериментальная характеристика la fi g) всегда начинается несколько левее, чем это должно быть согласно теоретически рассчитанному напряжению сдвига.

Это объясняется влиянием разобранных выше явлений образования "островков" на катоде и "краевого эффекта", которые удлиняют начальную часть характеристики в сторону больших отрицательных напряжений сетки. Переход анодно-сеточной характеристики в режим насыщения зависит от электроэнергия величины заданного анодного напряжения, так как у катода действует суммарное поле сетки, анода и объемного отрицательного заряда, и ток насыщения наступает тогда, когда результирующее поле делается положительным.

Токи сетки и токораспределение между электродами триода: В триоде сеточные токи, как правило, очень малы, за исключением случаев, когда сетка имеет значительный положительный потенциал. Поэтому до сих пор мы игнорировали сеточные токи, предполагая, что постоянное смещение потенциала сетки отрицательное. Однако, на самом деле и в этих условиях в цепи сетки протекают какие-то токи, и токи эти могут оказаться существенными для специальных условий работы ламп.

Так, для электрометрических ламп, назначение которых измерение ничтожных токов, даже минимальные обычные сеточные токи оказываются губительными: лампа не может служить для измерения токов, величина которых меньше токов сетки. Также и в других случаях у обычных электронных ламп слишком большая величина сеточных токов резко ухудшает их действие в схемах. Поэтому естественным является стремление к предельному уменьшению сеточных токов ламп.

Рассмотрим, от чего зависят сеточные ТОКИ и как их можно ослабить. Прежде всего, плохая изоляция сетки от других электродов может создать токи утечки, которые не зависят от накала катода, изменяются линейно при изменении потенциала сетки и могут вызываться проводимостью от сыревшего цоколя или проводимостью внутренних стеклянных поверхностей, на которых образуются металлические отложения от испарения катода и поглотителя.

Очевидно, соответствующим конструированием лампы этот вид сеточного тока может быть произвольно уменьшен. Этот вид утечек легко обнаруживается потому, что он исчезает при выключении накала катода и практически не зависит от потенциалов сетки и анода. Сетка может испускать электроны еще и потому,, что она облучается мягкими рентгеновскими лучами, создаваемыми на аноде электронами, приходящими от катода.

Эта утечка зависит от потенциалов анода и сетки, регулирующих количество электронов, приходящих к аноду в секунду, анодный ток. Фотоэффект и термоток сетки уничтожаются лучше всего применением катодов с низкой рабочей температурой, например,, оксидных. Уничтожить фотоэффект от мягкого рентгеновского излучения можно, только применяя очень низкое анодное напряжение (4 12 V). По величине оба эти вида утечки обычно не велики и с ними приходится считаться только в электрометрических лампах.

Остатки газа в лам1пе легко ионизируются ударами электронов, летящих от катода к аноду; образующиеся при этом положительные ионы летят к электродам с отрицательным потенциалом, т. е к катоду и к сетке. Приходя к сетке, положительные ионы отнимают от металла электроны, сами нейтрализуясь. Сетка при этом теряет электроны, вследствие чего в ее цепи создается ток, называемый ионным, так как он вызван ионами в лампе.

Число ионов, создаваемых в лампе, тем больше, чем больше число летящих первичных электронов, т. е. чем больше анодный ток а и, следовательно, увеличивается при уменьшения отрицательного потенциала сетки. Этот "положительный" электронный ток сетки очень быстро (экспотенциально) растет с уменьшением отрицательного потенциала сетки и при 1 0,5 V становится больше всех остальных составляющих.

Поэтому полный (суммарный) сеточный ток, который мы могли считать при больших отрицательных потенциалах сетки отрицательным, теперь меняет свой знак и становится положительным. Таким образом, начинается ответвление части тока электронов катода из цепи ацода в цепь сетки, что принято называть перераспределением токов между электродами.

Ввиду чрезвычайно быстрого роста тока сетки при положительном ее потенциале характеристика сеточного тока должна при этом изображаться в другом значительно сжатом по оси ординат масштабе. Начальный участок характеристики сеточного тока (при малых отрицательных и положительных потенциалах сетки) определяется величиной начальных скоростей электронов, вылетающих из катода, и величиной и знаком контактной разности потенциалов между катодом и сеткой.

Если контактная разность потенциалов отрицательна, как это имеет место при активированном катоде, то сеточная характеристика оказывается сдвинутой относительно начала координат вправо. Последнее имеет место также в лампах с активированными катодами после некоторого периода их работы, когда сетка покрывается распылившимся с катода активным веществом и работа выхода ее уменьшается, благодаря чему характеристика сдвигается влево.


Спонсор публикации: