2. Назначение, устройство, схема включения, принцип работы тетродов и пентодов

Четырехэлектродная усилительная лампа с экранирующей сеткой называется тетродом. Условное обозначение и питающие напряжение электродов лампы показаны на рис.3.

Наличие экранирующей сетки вызывает ряд особенностей в работе тетрода:

1. Катодный ток в рабочем режиме (при отрицательных напряжениях на управляющей сетке) распределяется между анодом и экранирующей сеткой, имеющей положительный относительно катода потенциал: I_к = I_а +I_с2.

2. Напряжение U_с2 оказывает на катодный ток такое же влияние, как и U_а в триоде, в то время как U_а в тетроде практически не влияет на катодный ток. Следовательно, анодно-сеточная характеристика при увеличении U_с2 сдвигается влево.

3. Изменение величины Uа управляет величиной Iа практически з

асчет перераспределения катодного тока I_к между анодом и экранирующей сеткой. При этом процессы перераспределения катодного тока приводят к появлению динатронного эффекта, являющегося существенным недостатком тетрода.

Рассмотрим характер зависимости анодного тока и тока экранирующей сетки при изменении анодного напряжения и фиксированном напряжении на экранирующей сетке.

Катодный ток при этом условии практически остается постоянным. При U_а<< U_с2 (рис.3б), с ростом U_а анодный ток быстро возрастает.

При U_а»0,2U_с2 энергия электронов возрастает настолько, что возникает вторичная эмиссия электронов из анода, которые устремляются на экранирующую сетку. В результате I_а уменьшается, а I_с2 растет. Переход электронов вторичной эмиссии на другой электрод называется динатронны

мэффектом. При U_а > U_с2 переход вторичных электронов на экранирующую сетку прекращается, I_а вновь растет, а I_с2 - уменьшается. Следствием динатронного эффекта является наличие падающего участка на анодной характеристике тетрода, что может привести к искажениям при усилении и самовозбуждению. Для подавления динатронного эффекта необходимо создать между анодом и экранирующей сеткой потенциальный барьер для медленных электронов, выбиваемых из анода. Способы реализации этой задачи:

1. Создание отрицательного потенциального барьера за счет повышения плотности потока электронов на участке анод - экранирующая сетка. Этот способ реализуется в лучевых тетродах, где электронный поток концентрируется в двух плоскостях в узкие пучки-лучи.

2. В тетродах цилиндрической конструкции часто используют камерный анод – цилиндр, с прорезанными по его внутренней поверхности глубокими пазами-камерами, которые улавливают вторичные электроны. Аноды покрывают металлом, имеющим большую, чем анод, работу выхода.

В мощных лампах для достижения высокой плотности и хорошей фокусировки электронного потока активное вещество, оксидный слой, наносят на основание (керн) полосками, расположенными непосредственно против окон сеток. Катод указанного типа называют бипотенциальным.

3. Создание отрицательного потенциального барьера за счет третьей сетки, помещенной между анодом и экранирующей сеткой и имеющей нулевой потенциал относительно катода.

С етка С3 называется защитной или антидинатронной, а пятиэлектродная лампа - пентодом. Условное обозначение и питающие напряжения электродов лампы показаны на рис.4. Анодно-сеточные характеристики пентода аналогичны тетродным. Анодные характеристики похожи на характеристики тетрода, в котором устранен динатронный эффект (рис. 5).

Примерами мощных генераторных тетродов с воздушным охлаждением, применяемых в передатчиках КВ и УКВ диапазонов, являются: ГУ-43Б(Р-140), ГУ-74Б, ГУ-78б(Р-161), ГУ-43Б, ГУ-36(Р-136).

Основное назначение электронных ламп - использование в качестве усилительных элементов в электронных схемах, работающих в широком диапазоне частот в режиме переменного тока.

При этом основными функциональными параметрами, определяющими возможности целевого применения ламп являются их дифференциальные параметры. Дифференциальные параметры - это величины, связывающие малые приращения токов и напряжений в электронном приборе.

Практическое значение имеют параметры:

крутизна анодно-сеточной характеристики, или просто крутизна лампы.

внутреннее сопротивление лампы.

Часто для сравнительной оценки воздействия сеточного и анодного напряжений на анодный ток используют еще один параметр - статический коэффициент усиления лампы

Определение дифференциальных параметров графическим способом осуществляется по семейству статических характеристик согласно приведенным выражениям в окрестности заданной рабочей точки.

При анализе и инженерных расчетах радиотехнических устройств в диапазоне частот лампу удобно представить в виде электрической схемы замещения. Для случая, когда напряжение управляющей сетки отрицательно и активная составляющая сеточного тока равна нулю, схему замещения усилительной лампы можно представить в виде, показанном на рис.6.

С_прох

Для триодов С_вх=С_ск; C_вых= C_ак; С_прох = С_ас.

Для тетродов и пентодов: С_вх=С_ск; С_вых = С_ас3 + С_ас2 + С_ак»С_ас3 + С_ас2.

Таким образом, введение в лампу дополнительных сеток позволяе

трасширить частотный диапазон ламп и обеспечить работу без сеточных токов, т. е. усиление сигнала без искажений.