Частные уроки по физике

Многоэлектродные лампы
Стремление к улучшению параметров приемно-усилительных ламп, увеличению коэффициента усиления и крутизны характеристики S без значительного повышения анодного напряжения, а также необходимость уменьшить рабочие (динамические) междуэлектродные емкости, которые сильно сказываются при усилении высоких частот, побудило к поискам новых конструкций ламп, свободных от недостатков триода.

Такими конструкциями явились многосеточные лампы. Наибольшее количество сеток, применяющихся в современных лампах, равно шести, причем назначение этих сеток различно. С назначением управляющей сетки управлять анодным током в лампе мы уже знакомы по работе трех электродной лампы.

Мы знаем также, что между управляющей сеткой и анодом триода имеется емкостная связь Cga, так же как и между анодом и катодом Са . Емкостная связь Caf влияет, как мы видели, на проницаемость D лампы и чем Са меньше, тем меньше D и больше р. С другой стороны, проходная емкость Cga должна быть возможно меньшей, так как при работе лампы на переменном напряжении через эту емкость текут емкостные токи, осуществляющие связь между анодным и сеточным контурами.

Такая связь в ряде случаев оказывается вредной, так как вносит искажения в усиление сигналов и создает возможность самопроизвольного усиления сигналов, могущего привести к самовозбуждению приемно-усилительного устройства. Если же усилитель начинает сам генерировать колебания в результате самовозбуждения, то его нормальное усилительное действие полностью прекращается.

Таким образом, чтобы исключить ряд подобных недостатков в действии ламп, целесообразно сколь возможно уменьшить проходную емкость Cga. Как мы видим, обе задачи уменьшения Са я С могут быть достигнуты одним способом уменьшением емкостной связи анода с обоими этими электродами (катодом и управляющей сеткой) одновременно, для чего анод следует электростатически экранировать от них. Чтобы достичь этого, в лампу вводится еще одна экранирующая сетка.

Эта сетка помещается между анодом и управляющей сеткой и заряжается до положительного потенциала значительной величины. Но так как экранирующая сетка имеет большой положительный потенциал, по величине близкий к анодному, в лампе создаются благоприятные условия для возникновения вторичной эмиссии электронов из электрода с меньшим положительным потенциалом на электрод с большим потенциалом, что вызывает искажение характеристик лампы.

Для уничтожения связанного с этим динатронного эффекта в лампу помещают еще одну сетку защитную или антидинатронную. Она располагается между анодом и экранной сеткой, т. е. между электродами, имеющими близкие по величине положительные потенциалы, и имеет обычно нулевой потенциал (часто эта сетка просто соединяется с катодом внутри лампы и не имеет отдельного вывода).

При этом между витками защитной сетки создается минимум потенциала, который препятствует переходу медленно движущихся вторичных электронов из анода на экранную сетку (или обратно), вследствие чего искажения в характеристиках анодного тока исчезают. Если сделать от антидинатронной сетки отдельный вывод с тем, чтобы можно было изменять ее потенциал, то в лампе можно осуществить двойное управление анодным током: при помощи антидинатронной сетки и обычной управляющей.

Такого рода лампа может применяться для "смешивания" частот: при этом к управляющей сетке подводятся колебания одной частоты, а к антидинатронной другой. Так как анодный ток зависит от действия обеих сеток, то он будет при этом изменяться одновременно под действием двух частот, что создает результирующее колебание анодного тока в форме биений. Обычно для "смешивания" частот применяются лампы не с тремя, а с большим количеством сеток. Такие лампы могут не только "смешивать" частоты,, но и преобразовывать их для получения нужной частоты биений.

Подобно тому как при рассмотрении трех электродной системы для определения электронного тока катода путем применения закона трех вторых, выведенного для двухэлектродной системы, был применен способ сведения триода к эквивалентному диоду, так и многоэлектродную систему, состоящую из анода, катода и ряда расположенных между ними сеток, можно свести к эквивалентной ей трех электродной системе, если соблюдены те же требования сводимости, которые предъявлялись для приведения триода к эквивалентному диоду.

Так, в случае четырех электродной системы (с двумя сетками) можно предварительно найти величину результирующего потенциала анода и второй сетки, который должен действовать в плоскости витков второй сетки, чтобы конструкция, состоящая только из катода, первой и второй сеток, но без анода, была по действию на электронный ток катода эквивалентна нормальной четырех электродной системе.

Для пятиэлектродной системы выражение тока по формуле закона трех вторых получается более сложным, так как кроме проницаемости трех сеток Du D2 и D3 нужно учесть еще обратную проницаемость антидинатронной сетки DR3 для воздействия потенциала экранирующей сетки на анод, так как антидинатронная сетка, как правило, делается довольно редкой.

Прочими обратными проницаемостями, так же как и проницаемостью D2 (густой экранной сетки), сравнительно с единицей в знаменателях, можно обычно, пренебрегать. Так как каждая из проницаемостей меньше единицы и особенно мала проницаемость £)2, то произведение их представляет собой еще меньшую величину. В системе с положительно заряженными сетками общий электронный ток катода распределяется между анодом и сетками. Как правило, значительными оказываются только токи Iaj I. = IB и других экранных сеток, имеющих высокий положительный потенциал.

Правда, надо отметить, что физические предпосылки для применения этой формулы в случае многоэлектродных ламп менее основательны, чем для трех электродных ламп. Теоретический вывод этой формулы вообще носит мало обоснованный характер, вследствие. чего ее обычно рассматривают бо-" лее как экспериментальную формулу, чем как теоретическую. Очень часто распределение токов, даваемое этой формулой, нарушается еще за счет динатронного эффекта (например, в четырех электродной лампе), всегда возможного в системе, где имеется несколько положительно заряженных электродов, потенциалы которых сравнимы по величине.

Наличие в многоэлектродных системах нескольких положительно заряженных электродов делает их характеристики сильно отличающимися от характеристик трех электродной системы. Так, :на анодных характеристиках много электродной системы сильно выражено экранирующее действие экранного электрода по отношению к катоду. Поле анода настолько слабо проникает к катоду, что почти не действует на его полный ток, и анодные характеристики имеют вид горизонтальных прямых как бы вследствие насыщения тока (назовем это "псевдо насыщением"), которого здесь, конечно, нет.

В начальном участке этих анодных характеристик они очень круто поднимаются вверх, так как при росте анодного- потенциала происходит резкое перераспределение токов между экранирующими электродами и анодом, начиная от полного отсутствия тока анода при небольшом отрицательном анодном потенциале до почти установившегося "псевдо насыщения" тока при анодном потенциале в несколько десятков вольт. Наконец, в анодных характеристиках некоторых типов многоэлектродных ламп на эти закономерности накладывается влияние динатронного эффекта характеристики имеют провал.


Спонсор публикации: