Частные уроки по физике

Междуэлектродные емкости
Большое облегчение в изучении действия триода получается, если использовать представление о междуэлектродных емкостях. В трех электродной лампе возможно рассматривать три междуэлектродные емкости емкость между сеткой и катодом; емкость между сеткой и анодом; емкость между анодом и катодом. Рассмотрим сначала полные статические "холодные" междуэлектродные емкости, которые определяются при холодном катоде, т. е. при отсутствии электронов в лампе.

В обычных триодах статические междуэлектродные емкости имеют величину порядка (2 ч-15) F. Так как эти емкости измеряются посредством присоединения готовой лампы к измерительному прибору, то в них включаются не только емкости между активными частями поверхности катода, анода и сетки, но также емкости держателей, на которых электроды укреплены, и емкости наружных выводов, по которым подводится напряжение.

По величине обратной проницаемости можно судить, БО сколько раз электростатическое воздействие катода на анод меньше, чем аналогичное воздействие сетки. Величина проницаемости характеризует экранирующее действие сетки и определяется, главным образом, густотой ее. Кроме этих емкостей рассматривают также и некоторые результирующие от них, имеющие значение для радиоприема.

Так, при действии переменных напряжений на электродах лампы через междуэлектродные емкости начинают течь емкостные: токи, искажающие работу лампы, так как они создают утечку и без того слабого сигнала в цепи сетки. Определения этих емкостей особенно удобны для многосеточных ламп, как мы это увидим далее. До сих пор мы говорили о "холодных" емкостях лампы, т. е. о емкостях при холодном катоде. Междуэлектродные емкости при этом увеличиваются, иногда довольно значительно (до 50%). Междуэлектродные УД емкости при горячем катоде будем называть "рабочими" емкостями.

Результирующий потенциал: Можно, однако, попытаться заменить действие потенциалов сетки я анода одним результирующим потенциалом, создающим у катода равноценное поле. Такой результирующий потенциал можно считать приложенным к любому из электродов триода аноду или сетке, а так как результирующий потенциал является для нас одновременно и управляющим потенциалом, то его удобно считать приложенным именно к управляющему электроду лампы, т. е. к сетке.

Результирующее напряжение по своему действию на поток электронов, уходящих от катода, эквивалентно суммарному действию анодного и сеточного напряжений, и, считая его приложенным к сетке, мы можем мысленно заменить трех электродную лампу эквивалентным диодом, анод которого помещен на месте сетки триода, и имеет потенциал, равный результирующему потенциалу триода.

Первоначально этот принцип сводимости действий нескольких напряжений к действию одного был применен для плоской и цилиндрической конструкции триодов, а затем механически перенесен на все остальные конструкции. Однако, не всякий триод можно свести к диоду, заменив действие анода и сетки результирующим потенциалом.

Дополнительными требованиями являются:
1) поле, создаваемое сеткой у катода, должно быть "дальним";
2) формы поверхностей сетки и двух других электродов должны быть согласованы так, чтобы сетка, совпадала с одной из эквипотенциальных поверхностей диода;

3) должно быть согласовано строение ячеек сетки с ее формой, что уточняется более сложными требованиями. Отклонение от этих условий делает невозможным строгую замену сетки сплошным электродом той же формы, т. е. делает невозможным точное приведение триода к эквивалентному диоду, хотя в ряде Случаев это можно делать приближенно.

Для плоской либо цилиндрической конструкции всех электродов с равномерным распределением ячеек по поверхности сетки условия сводимости триода к диоду всегда выполняются. Если сводимость триода к диоду допустима, то результирующий потенциал диода должен быть выбран таким, чтобы у самой поверхности катода он создавал то же поле, что и одновременно действующие потенциалы анода и сетки в триоде. Как и для диода, экспериментальные характеристики триода несколько отличаются от его теоретических характеристик.

Это объясняется действием факторов, которые не учитывались при выводе теоретической формулы, как, например, действием начальных скоростей электронов, неравномерным распределением температуры, потенциала й работы (выхода по катоду и т. п. Присутствие сетки вносит и свои особые искажающие факторы. Так, если сетка по каким-либо причинам сделана короче катода и не полностью (особенно у концов) экранирует его от анода, то некоторая часть электронов с незакрытых концов катода не подвергается действию поля сетки и попадает на анод даже при очень больших отрицательных Ug.

Целесообразно рассматривать электрическое поле сетки, как наложение двух полей. На это поле накладывается второе поле "ближнее" поле сетки, которое определяется структурой ячеек сетки (витки, клеточки, отдельные стержни сетки и т. п.). Это поле быстро ослабевает при удалении от поверхности сетки на расстояние, сравнимое с размерами ячеек, сетки, и им определяется попадание электронов "а витки сетки, вторичная эмиссия из витков сетки и т. д.

Для упрощения расчетов обычно рассматривают только действие "дальнего" полк сетки, считая, что сетка идеальная, т. е. "ближнего" поля не имеет а может быть заменена некоторой фиктивной поверхностью из сплошного металла, однако прозрачного для электронов. Прямое воздействие потенциала сетки на электроны, выходящие из катода, проявляется особенно сильно непосредственно под витками сетки.

При этом для сеток из проволок большого диаметра, расположенных близко к катоду, в этих местах (под витками) могут образоваться как бы "мертвые" для силовых линий анода пространства, так что электроны, выходящие с этих участков катода, находятся вне действия поля анода. Если такая картина поля имеет место в лампе, то в ней, следовательно, не развивается "дальнее" поле сетки к катоду и все поле между катодом и сеткой надо рассматривать в этом случае как "ближнее". В этих местах результирующее поле определяется в значительной мере величиной анодного потенциала.

Если же ближнее поле сетки в основном сглаживается, заменяясь ,у катода дальним полем, то это дальнее поле сетки, складываясь с полем, созданным анодом, и определяет величину минимума потенциала у катода, но само поле анода при этом сильно ослабляется экранирующим действием сетки. Сетка перехватывает часть силовых линий анода, идущих к катоду, вследствие чего анодное поле у катода оказывается гораздо более слабым, чем без сетки.


Спонсор публикации: