возврата электронов, когда при мало меняющемся токе /к ток /а резко возрастает, а ток /с2 уменьшается. В режиме прямого перехвата оно выражено слабее, но и здесь анодный ток растет главным образом за счет уменьшения тока /с2. Таким образом, в многоэлектродных лампах влияние напряжений на электродах на токи /а и /сг нельзя рассматривать только с точки зрения воздействия полей этих электродов на пространственный заряд у катода и, следовательно, на величину общего потока электронов, движущихся от катода; необходимо учитывать также изменение коэффициента токораспределения.

При определении крутизны характеристики S, создавая некоторое приращение напряжения At/ci, фиксируют прирашение Д/а анодного тока. Однако при этом изменяется не только анодный ток, но и ток экранирующей сетки. Поэтому вводится параметр Sc2 = r)lcddUс\. Приращение катодного тока в результате изменения t/ci должно быть равно сумме приращений А/а н Д/с2. Воздействие напряжения Uc\ на катодный ток оценивается крутизной характеристики катодного тока

при и = const и

и а. = const (Uc3 = 0) (8-39)

Крутизну S можно связать с параметрами S и Sc2, используя соотношения (8-29) и (8-30):

[(ft+I)/c2] = (ft+l)Sc..

(8-41

Отсюда следует, что крутизна S всегда больше S и Sc2. Из соотношения (8-40) видно также, что крутизна S в тетроде и пентоде при прочих равных условиях должна быть несколько меньше, чем в триоде (ft-)-!)/*>!, так как в многоэлектродных лампах в отличие от триода (при Uc<0) А/а<А/к. Это различие тем больше, чем меньше коэффициент токораспределения.

При определении внутреннего сопротивления в многоэлектродных лампах надо иметь в виду, что анодный ток в результате вариации t/g меняется ие столько за счет изменения / , сколько вследствие изменения коэффициента токораспределения. Экранирующее действие сеток в тетроде, а тем более в пентоде настолько велико, что изменение Us очень мало влияет на катодный ток. Изменение же анодного тока при этом может быть достаточно большим, что объясняется увеличением потока электронов к аноду за счет электронов, ранее попадавших на экранирующую сетку.

Не менее важно влияние токораспределения на статический коэффициент усиления II, характеризующий сравнительное воздействие напряжений Ua и Uci на анодный ток независимо от изменения тока /к. Статический коэффициент усиления учитывает токораспределение в лампе. В связи с этим формула (8-22) внутреннего уравнения триода несправедлива для многоэлёкт-родных ламп. В тетроде и пентоде правильным остается лишь соотношение (8-20).

Области применения

Наиболее широкое и разнообразное применение в радиотехнических устройствах находят пентоды. Они используются для усиления высокочастотных колебаний, усиления колебаний низкой частоты, генерирования мошных колебаний различных частот и т. д. Более ограничена область применения лучевых тетродов, которые работают в основном в качестве усилителей сигналов низкой частоты и в схемах генераторов.

Высокочастотные пентоды. В усилителях высокой частоты необходимо применять лампы, обладающие по возможности меньшими междуэлектролными емкостями, так как в схемах с обшим катодом емкость Ca.ci образует нежелательную обратную связь между выходной и входной цепями усилителя. В пентоде при включении его с заземленным катодом емкости входной сеточной цепи и выходной анодной цепи определяются не только емкостями CciK и Са.к, но и емкостями, которые образуются между управляющей сеткой или анодом и другими электродами лампы:

(8-42)

Свых - Са.сз + Ca.cz + Са.к- (8-43)

Наибольшее влияние на работу пентода в усилителе высокой частоты оказывает проходная емкость Са. ci, величина которой определяется как емкостью между самими электродами, так и емкостью между их выводами. Поэтому в высокочастотных пентодах стремятся уменьшить не только емкость между анодом и управляющей сеткой, для чего экранирующую сетку делают более густой, но также и емкость между выводами этих электродов, применяя специальные экраны внутри и снаружи .пампы. Защитная сетка внутри лампы соединяется со специальными дисковыми торцовыми экранами, обеспечивающими более полную экт/аниров-ку анода от управляющей сетки. Металлический баллон лампы, вывод от/которого обычно делается к одному из /штырьков цоколя, при включении пентода в схему соединяется либо с общим шасси, либо с междукаскадным экраном в усилителе. В пентодах миниатюрной конструкции со стеклянным баллоном применяется экран с наружной стороны анода, заменяющий металлический баллон лампы. Для этих пен-

годов используются, кроме тоге, внешние

экраны, охватывающие всю лампу и крепящиеся вместе с панелью к общему шасси.

Наибольшее устойчивое (без самовозбуждения) усиление лампы зависит от соотношения крутизны ее характеристики и емкости Са. ci:

Ки

!0,42

(йСа.с1

(8-44)

Поэтому в высокочастотных пектодах

стремятся не только снизить емкость Са. ci, но и повысить крутизну S, что может быть достигнуто различными путями. Один из таки! путей заключается в уменьшении шага первой сетки и максимально возможном приближении ее к катоду. При этом увеличивается также и емкость Ccik, однако крутизна с уменьшением расстояния между катодом и управляющей сеткой растет быстрей и отношение S/Ccik улучшается. Повышение крутизны S достигается также за счет увеличения поверхности катода и тока, питающего его подогреватель, либо в результате повышения плотности тока эмиссии. В некоторых типах пентодов для уменьшения выходной емкости применяются не сплошные цилиндрические или коро-бообразные аноды, а аноды в виде двух соединенных вместе пластин, что уменьшает поверхность анода и, следовательно, емкость Са. к.

На работу лампы на высоких частотах, помимо междуэлектродных емкостей, существенным образом влияют также распределенные индуктивности вводов, особенно ввода катода (см. стр. 359). Для уменьшения этой величины в высокочастотных пентодах иногда делают несколько параллельных вводов.

Особенности конструкции высокочастотных пентодов отражаются и на характеристиках этих ламп. Вследствие применения густых сеток внутреннее сопротивление и статический коэффициент усиления весьма велики.

Анодно-сеточная характеристика отличается небольшим раствором и линейностью В области отрицательных напряжений Uci\ крутизна характеристики значительна.. Анодные характеристики в режиме прямого перехвата практически линейны и составляют с осью OUm незначительный угол (/?, - велико). Относительно редкая и близко расположенная к аноду зашитная сетка позволяет спрямить траектории электронов в пространстве между экранирующ1-й сеткой и анодом. Переход от режима возврата к режиму прямого перехвата происходит поэтому почти для всех электронов при одинаковых соотношениях Uci/Ua. Это обстоятельство определяет более резкий излом анодных характеристик в начале рабочего участка.

Низкочастотные пентоды и лучевые тетроды. Для усилителей низкой частоты

не так важно получение малой емкости Са. сь В связи с этим допустимо применение более редких экранируюпих сеток, что позволяет уменьшить ток /с2, величина которого в низкочастотных пентодах в режиме перехвата значительно меньше, чем в пентодах высокой частоты. В лучевых тетродах ток /с2 составляет всего лишь несколько процентов от анодного тока, так как фокусирование электронного потока в значительной мере снижагт число электронов, перехватываемых экранирующей сеткой. Меры специального экранирования анода в этих лампах обычно не применяются.

Выходные тетроды и пентоды характеризуются большими анодными токами, так как задача оконечных усилителей заключается в получении на выходе сигналов большой мощности. Поэтому в таких лампах применяют мощные католы, лучеиспускание которых может привести к значительному разогреву сеток. Возникает опасность появления термоэлектронной эмиссии с управ-ляюшей сетки. Для устранения этого нежелательного эффекта на управляющую сетку иногда наносят углеродное покрытие, а к ее держателям приваривают специальные радиаторы для рассеяния тепловой энергии. В мощных выходных лампах возникает, кроме того, опасность вторичной эмиссии с поверхности баллона из-за бомбардировки его случайно вылетевшими электронами. Поэтому внутреннюю поверхность баллона лампы покрывают графитовым слоем, а края анода закрывают специальным экраном.

В мощных лампах приходится считаться и с ионным сеточным током. В лампе всегда остается некоторое Число молекул газа. Летящие с большой скоростью электроны ионизируют эти молекулы. Положительно заряженные ионы притягиваются к сетке, находящейся под отрицательным потенциалом. Возникает ток, текущий во внешней цепи от сетки к катоду.-

Развиваемое на резисторе в этой цепи напряжение изменяет потенциал сетки и смещает рабочую точку лампы, что приводит к искажению усиливаемого сигнала. Поэтому при использовании мощных ламп стараются выбрать сопротивление резистора в цепи утечки по возможности меньше (обычно не более 200 ком).

Анодные характеристики низкочастотных пентодов, имеющих негустые экранирующие сетки, плавно переходят от режима возврата к режиму перехвата. В режиме прямого пере;(вата они идут менее полого, так как внутреннее сопротивление не такое большое, как в высокочастотных пентодах.

В оконечных усилителях к сетке лампы подводятся сигналы большой амплитуды. Поэтому анолно-сеточная характеристика пентодов низкой частоты должна быть левой. Для этого С/с2=(0,7- 1,0) (/а.

Анодно-сеточные характеристики низкочастотных пентодов заметно нелинейны, что

иа семействе анодных характеристик проявляется в виде неравных расстояний между соседними кривыми. В связи с этим пентоды низкой частоты критичны к выбору Нагрузки.

Лампы для широкополосных усилителей.

Несколько особое место занимают тетроды и пентоды, предназначенные для усиления сигналов с широким спектром частот, например импульсных сигналов малой длительности. Конструктивные особенности этих ламп позволяют получить максимальную крутизну характеристики, минимальные входную и выходную емкости, низкий уровень шумов и максимально возможное значение коэффициента токораспределения.

Пригодность лампы для широкополосного усиления оценивается специальным коэффициентом, называемым площадью усиления или добротностью

2я(Свх-ЬСв х + С )

(8-45)

здесь

коэффициент усиления ступени усилителя (без коррекции); Л/- полоса пропускания; С - емкость монтажа.

Для снижения внутриламповых емкостей широкополосные тетроды и пентоды монтируются в баллонах бесцокольной конструкции; выводы электродов в виде коротких отрезков толстой проволоки впаиваются в стеклянное дно ба.плона. Для увеличения коэффициента токораспределения экранирующая сетка, навивается из тонкой вольфрамовой проволоки, что позволяет уменьшить ее площадь. Для уменьшения вторичной эмиссии рабочая поверхность анода чернится.

Крутизна характеристики увеличивается путем приближения управляющей сетки к катоду. Во избежание короткого замыкания витков сетки на катод при прогреве сетки и провисании ее витков, она имеет рамочную конструкцию (тонкая проволока навивается на прямоугольную рамку). Применение рамочных сеток позволило увеличить крутизну до 30-45 жа/е.

Для широкополосного усиления разработаны пентоды с катодной сеткой. На первую, катодную сетку полается небольшое, порядка 10 в, положительное напряжение, что позволяет снизить плотность отрицательного пространственного заряда у катода и более эффективно использовать поток электронов. Управляющей служит вторая сетка, перед которой образуется виртуальный катод, так как L/,.2 = -(13) е. Третья сетка - экранирующая. Д/тя устранения вторичной эмиссии используется сфокусированный поток электронов к аноду, создаваемый, как и в лучевом тетроде, с помощью экранов с нулевым потенциалом. В пентодах с катодной сеткой крутизна достигает 20-30 жа/е.

8-5. ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Комбинированные лампы

К числу специальных ламп относятся прежде всего комбинированные - лампы, в баллоне которых разметиают две одинаковые или разнородные системы электродов. Помимо двойных диодов, промышленность выпускает также двойные триоды, диод-пентоды, триод-пентоды, триод-гепто-ды и др. В некоторых типах ламп используется единый катод для двух систем электродов. Эти лампы применяются, например, в схемах электронных переключателей, мультивибраторов (двойные триоды), в детекторах радиоприемных устройств (диод- триод), в схемах преобразователей частоты (триод - гептод) и т. п. Каждая часть комбинированной лампы может рассматриваться как отдельный электронный прибор, и для нее остаются в силе все соотношения, характеристики и параметры, свойственные этому типу лампы.

Частотопреобразовательиые лампы

Особое место занимают многосеточные лампы, предназначенные для преобразования частоты сигнала. Для этой цели в на---етоящее время используются гептоды и три-( од-гептоды. Схематически устпойство гепто-да показано на рис. 8-12. Катод, первая и вторая сетки образуют триодную часть лам-

Рис. 8-12. Устройство гептода.

I - катод; 2-управляющая сетка; 3-экранирующая сетка; - сигнальная сетка; 5 - экранирующая сетка; 6 - защитная сетка; 7 - анод.

пы. Вторая сетка, снабженная экранирующими п-пастинами, служит анодом и экранирует эту часть лампы от остальных электродов. Ток второй сетки образуют не только электроны, попадающие на ее поверхность при движении от катода, но и электроны, отраженные полем третьей сетки, на которую подано отрицательное напряжение.