Триод в электронном реле
Процесс уменьшения и увеличения тока в анодной цепи лампы I повторится во время каждого периода электрических колебаний в контуре.
Если при положительном напряжении на сетке лампы верхняя I пластина конденсатора Ск заряжена положительным зарядом, то анодный ток (поток электронов) не увеличивает заряда конденсатора, а, наоборот, уменьшает его. При таком положении колебания в контуре не будут поддерживаться, а будут затухать. Чтобы этого не случилось, необходимо правильно включать концы катушек
Lк и Lc и обеспечить этим своевременный заряд конденсатора. Если I колебания в генераторе не возникают, то необходимо поменять местами концы одной из катушек.
Ламповый генератор является преобразователем энергии постоянного тока анодной батареи в энергию переменного тока, частота которого зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора, образующих колебательный контур. Нетрудно понять, что это преобразование в схеме генератора выполняет триод. э. д. с, индуктируемая в катушке Lc током колебательного контура, периодически воздействует на сетку лампы и управляет анодным током, который, в свою очередь, с определенной частотой подзаряжает конденсатор, возмещая таким образом потери энергии в контуру Такой процесс повторяется многократно в течение всего времени работы генератора.
Рассмотренный процесс возбуждения незатухающих колебания в контуре называют самовозбуждением генератора, так как колебания в генераторе сами себя поддерживают.
§ 138. ТРИОД В ЭЛЕКТРОННОМ РЕЛЕ
Триоды также применяют в электронных реле, которые под воздействием электрического сигнала осуществляют включение, выключение или переключение электрических цепей. Электронные реле являются наиболее чувствительными и быстродействующими,
а потому они получили широкое распространение.
Электронное рели (рис. 187) представляет собой усилитель на триоде, в анодную цепь которого включено электромагнитное реле.
При подаче на сетку лампы небольшого положительного напряжения от датчика, подключенного к ней, анодный ток вследствие усилительных свойств триода значительно увеличивается. Электромагнитное реле срабатывает, переключает свои контактные пружины и осуществляет включение, выключение или переключение тех устройств, которыми оно управляет.
§ 139. ЧЕТЫРЕХЭЛЕКТРОДНАЯ ЛАМПА (ТЕТРОД)
Недостатком триода является наличие значительной межэлектродной емкости в системе анод — сетка. От этого недостатка свободен тетрод, в котором между управляющей сеткой и анодом помещена дополнительная экранирующая сетка.
Анод, катод и управляющая сетка тетрода включаются так же, как и в триоде. К экранирующей сетке подводят положительное напряжение по отношению к катоду, несколько меньшее, чем анодное напряжение. Наличие положительного заряда дополнительной сетки ослабляет действие поля анода на электроны, движущиеся между катодом и управляющей сеткой, а действие поля управляющей сетки остается таким же, как в триоде. Вследствие этого в выражении коэффициента усиления увеличивается ∆Ua а ∆Uc остается без изменения. Таким образом, коэффициент усиления тетрода в десятки и даже сотни раз больше, чем коэффициент усиления триода, и достигает значений порядка 1000.
Рассмотрим процесс ослабления паразитных связей между цепью анода и цепью управляющей сетки тетрода.
В тетроде вместо межэлектродной емкости Са-c имеются межэлектродные емкости между анодом и экранирующей сеткой Са-э и между экранирующей сеткой и управляющей сеткой Сэ-c
(рис. 188). При изменении анодного напряжения емкость Са-э заряжается и разряжается не через сопротивление Rc цепи управляющей сетки, как в триоде, а через конденсатор Сб, включенный в цепь экранирующей сетки.
Это связано с тем, что емкостное сопротивление конденсатора Сб меньше сопротивления резистора Rc, соединенного последовательно с межэлектродной емкостью Сэ-с. В результате изменение напряжения в анодной цепи не передается в цепь управляющей сетки тетрода и искажение усиливаемых сигналов не происходит. Поэтому тетрод можно успешно применить для усиления колебаний не только низкой, но и высокой частоты. Тетрод имеет и существенный недостаток, заключающийся в том, что в нем возникает поток электронов вторичной эмиссии от анода к экранирующей сетке. Это явление вызвано тем, что электроны, летящие с большой скоростью на анод, ударяют в него и выбивают из его поверхности вторичные электроны.
Когда во время работы лампы напряжение на экранирующей сетке может оказаться больше, чем напряжение на аноде, вторичные электроны притягиваются полем этой экранирующей сетки, и в ее цепи появляется ток вторичных электронов, что приводит к уменьшению анодного тока и нарушению нормальной работы тетрода. Характеристика тетрода становится нелинейной (при увеличении анодного напряжения сила тока в цепи анода убывает). Это явление называется динатронным эффектом.
Промышленность выпускает усовершенствованные тетроды, в которых исключена возможность возникновения динатронного эффекта. Такие тетроды носят название лучевых тетродов.
Лучевой тетрод (рис. 189, а) представляет собой стеклянный баллон 1, в котором помещается катод 6 и анод 2. Между этими электродами размещены две сетки. Сетка малого диаметра 5 является управляющей, а сетка большого диаметра 6 — экранирующей. Она расположена в лампе так, что ее витки размещены против витков управляющей сетки. В баллон также вмонтированы специальные лучеобразующие электроды 3, которые соединены с катодом и всегда имеют отрицательный заряд по отношению к аноду. Все электроды лампы припаиваются к штырькам цоколя.
Лучеобразующие электроды и особое расположение сеток в тетроде способствуют тому, что электроны в нем летят к аноду не сплошным потоком., как в диоде и триоде а отдельными лучами (пучками).
В результате большой плотно сти движущихся отрицательных зарядов в электронном луче они создают эффект неподвижного в пространстве отрицательного объемного заряда. Такой объемный заряд отталкивает электроны вторичной эмиссии назад на анод, препятствуя возникновению нежелательного для работы лампы динатронного эффекта. Однако при малых токах и в лучевом тетроде появляется динатронный эффект, поэтому лучевые тетроды применяют лишь в качестве мощных усилительных ламп. Схема включения лучевого тетрода приведена на рис. 189, е.
§ 140. ПЯТИЭЛЕКТРОДНАЯ ЛАМПАМ (ПЕНТОД)
Для устранения вредного эффекта вторичной эмиссии между экранирующей сеткой лампы и анодом помещают дополнительно еще одну сетку, носящую название защитной или антидинатронной.
Такая лампа имеет пять электродов (в том числе три сетки) и поэтому ее называют пятиэлектродной лампой или пентодом (рис. 190)1
Защитную сетку обычно соединяют с катодом и поэтому на ней имеется отрицательный электрический заряд. Этот заряд отталкивает назад вторичные электроны, выбитые из поверхности анода, и они не долетают до экранирующей сетки, как в тетроде. Защитная сетка улучшает характеристики лампы, в частности коэффициент усиления пентодов значительно больше, чем у тетродов, и достигает нескольких тысяч. В связи с этим пентоды используют для усиления напряжения высокой и низкой частоты. Схема включения пентода приведена на рис. 190, в.
В электронной аппаратуре также широко применяют комбинированные и сложные многосеточные лампы. Первые представляют
собой комбинацию из нескольких ламп. В одном баллоне такой лампы помещено несколько комплектов деталей ламп рассмотренных типов. В связи с этим такие лампы имеют двойное наименование: двойной диод — триод, двойной триод и т. д. Как правило, в таких лампах имеются общая нить накала и один катод, но иногда делают и несколько катодов. Условное обозначение таких ламп приведено на рис. 191.
Применение комбинированных ламп позволяет вместо нескольких обычных ламп использовать одну комбинированную и тем самым уменьшить размеры радиоаппаратуры.
Многосеточные лампы имеют разное количество сеток, из них две управляющие, к которым подводят переменное напряжение разной частоты. В связи с этим появляется возможность в анодной цепи лампы получить ток, частота которого отличается от частоты токов, подведенных к сеткам лампы.
Этот процесс называется преобразованием частоты. Остальным сетки многосеточных ламп в зависимости от их использования соединяются по-разному.