МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра радиотехнической электроники(РТЭ)

отчет

по лабораторной работе №2

по дисциплине «Вакуумная и плазменная электроника»

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОТБОРА КАТОДНОГО ТОКА В ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМПАХ

Студент гр. 4203		Юрченков М.И.
		Рыков А.А.
Преподаватель		Шануренко А.К.

Санкт-Петербург

2016

Цель работы.

экспериментальное изучение основных законов отбора катодного тока в электронных лампах (диодах и триодах с термокатодами).

Основные теоретические положения.

Анализ режимов и закономерностей отбора I_к в лампах с сетками пока­зывает, что они аналогичны рассмотренным ранее. Это означает, что отбор I_к в любой лампе с сетками происходит так же, как и в некотором эквива­лентном диоде, у которого анод расположен в плоскости первой сетки и име­ет потенциал U_д1, вызывающий в диоде такой же I_к, какой в реальной лам­пе вызывает совместное действие потенциалов всех электродов. Поэтому для любой лампы с сетками закон «степени 3/2» имеет вид I =G₃ U_д1^3/2 при усло­вии, что шаг первой сетки h меньше расстояния от нее до катода х_с1(т. е. h < x_c1); U_д1= U_д≈Uc + DU_a (для триодов),

U_д1 =U_C1 + DU_C2 + D1D2U_a (для тетродов и пентодов), где F_c1 - площадь поверхности сетки; D, D1, D2, D3 - коэффициенты прямой проницаемости сеток; U_c, U_c1, U_c2, U_c3 - потенциалы этих сеток.

Обычно, D = D1 ≈ D2 = 0,01.. .0,05 и D3 = 0,1... 0,2, поэтому влияние £/_а и U_cз на и_л1 и /_к в тетродах и пентодах мало и им часто пренебрегают.

Экспериментальное изучение режимов и законов отбора /_к в конкрет­ных типах электронных ламп с сетками осуществляется, как правило, с по­мощью различных статических характеристик катодного тока. В триодах, где 1_К= /_а при U_c <: 0, для этих целей могут быть использованы также анодно-сеточные /_а = f(U_c) и анодные /_а = f(U_u) характеристики. Координаты начальных точек этих характеристик будут определяться сле­дующими равенствами: U_aQ = -U_c / D и U_cq ~-DU_a, что указывает на вза­имную параллельность характеристик внутри каждого семейства. Однако на практике характеристики далеко не всегда параллельны. Примером тому яв­ляются статические характеристики реального триода (рис.1).

Исследования показали, что причиной указанной непараллельное™ ха­рактеристик является «островковый» эффект, сущность которого заключает­ся в неравномерности отбора электронного тока с поверхности катода, обусловленной неоднородностью ускоряющего электрического поля вдоль этой поверхности. Такое явление наблюдается тогда, когда шаг сетки к > х с,т. е. при условии несводимости триода к эквивалентному диоду. При островковом эффекте проницаемость непостоянна.

Рис.1

К статическим параметрам диодов и триодов относятся следующие: внутренняя проводимость лампы по катод­ ному току g_iк = dIк / dUa при Uc = const, или обратная ей величина Rjк = 1 / giK - внутреннее сопротивление по катодному току. Значение g_jK можно рассчитывать либо аналитически по формуле, получающейся после дифференцирования закона «степени 3/2. Коэффициент управления катодным током в триоде (или крутизна ка-тодно-сеточной характеристики триода) Sк = dIк / dUc при Ua = const. Этот коэффициент так же, как и g_jK, имеет единицу измерения проводимости и может быть рассчитан либо аналитически, либо графоаналитически с исполь­зованием приближенного соотношения Sк и ∆Iк / ∆Uс при Uа = const (рис.1). Обычно выражается в единицах проводимости в ампер/вольт или миллиампер/вольт. Статический коэффициент усиления лампы по катодному току µ_к = dUa / dUc при Iк = const. Аналитический расчет показывает, что µк = Sк*Rjк: по характеристикам этот параметр может быть определен с по­мощью соотношения µ_к ≈ ∆Ua/∆Uc при Iк = const.

Первеанс электронного потока p = Iк/Ua - параметр, определяющий силы взаимного расталкивания электронов в потоке, вызывающие, в частно­сти, расширение электронного потока. В триоде первеанс всегда зависит от потенциала сетки и поэтому может регулироваться в широких пределах.