3.2. Динатронный эффект. Дифференциальные параметры электронных ламп.

При повышении анодного напряжения кинетическая энергия первичных электронов возрастает, количество выбиваемых из анода первичных электронов увеличивается, в результате ток анода начинает падать. Переход электронов вторичной эмиссии на другой электрод носит название динатронный эффект.

В лампах используется система дифференциальных Y-параметров, как и в полевом транзисторе. Это сходство связано с тем, что параметром статических характеристик является то или иное на­ пряжение, а не токи.

Мы возьмем для рассмотрения зависимость анодного тока I A и сеточного тока I C1 от анодного напряжения U A и сеточного напря­жения U C1 , а остальные напряжения будем считать параметрами, т.е. неизменными величинами. Тогда по аналогии

dI C 1 = y 11 dU C 1 + y 12 dU A ; (3.1)

dI A = y 21 dU C1 + y 22 dU A . (3.2)

В лампах используются следующие обозначения и названия:

- крутизна сеточной характеристики (входная проводимость) при dU A =0 (или U A =const );

- крутизна сеточно-анодной характеристики (крутизна лампы) при dU A = 0 (или U A =const );

, где R i - внутреннее (дифференциальное) сопро тивление лампы при dU С1 = 0 , т.е. U C1 =const ;

- крутизна сеточно-анодной характеристики (входная проводимость) при dU C1 = 0 , т.е. при U C1 = const .

В новых обозначениях вместо (3.1) и (3.2) можно записать

dI C1 = S C dU C1 + S CA dU A ; (3.3)

.

Крутизна лампы S определяет приращение анодного тока при изменении напряжения на управляющей сетке на 1В при неизмен­ ных анодном напряжении и напряжениях остальных электродов. Дифференциальное сопротивление R i определяет приращение анодного тока, вызванное изменением анодного напряжения на 1В при неизменном напряжении первой и других сеток лампы. Для сравнения влияния первой сетки и анода на анодный ток лампы вводится дополнительный дифференциальный параметр - стати­ческий коэффициент усиления:

(3.4)

Физический смысл его таков. При увеличении сеточного напряже­ ния на 1В (в положительном направлении, например от -5 до -4 В , ? U C = 1 В ) при выбранном анодном напряжении U A анодный ток возрастет ( ?I A > 0) . Чтобы он остался прежним, как требует опре­ деление коэффициента (3.4), необходимо теперь уменьшить напряжение на аноде на некоторую величину ? U A ( ? U A < 0) , напри­ мер ?U A = -50 В . Знак «минус» необходим в определении, чтобы вычисленный коэффициент ? был положительным:

Введение экранирующей сетки не только уменьшило проходную емкость, но и сильно увеличило дифференциальное сопротивление R i , и коэффициент усиления ? , так как сильно ослабило влияние анодного напряжения на анодный ток. В пентоде значение ? может достигать не­скольких тысяч, a R i - от сотен килоом до нескольких мегаом. Это также является важным преимуществом многосеточных ламп и способство­вало разработке и широкому применению пентодов и лучевых тетро­дов. У лучевых тетродов значения параметров ? и R i , промежуточные между триодами и пентодами. Что касается крутизны, то она примерно одинакова для всех типов ламп и составляет от единиц до 20 мСм .

Эквивалентная схема ламп для малых изменений электрических величин такая же, как у линейного четырехполюсника в системе Y-параметров. Эта эквивалентная схема должна быть дополнена реактивными элементами (межэлектродными емкостя­ ми), чтобы учесть влияние частоты на работу лампы. Мы уже говори­ ли о важной роли проходной емкости между управляющей сеткой и анодом, т.е. между входной и выходной цепями лампы. В многоэлек­ тродных лампах ее значение уменьшено до сотых или тысячных до­лей пикофарады. Не менее существенное влияние на работу лампы оказывает входная емкость, которая является суммой емкостей ме­ жду первой сеткой и заземленными по переменному току катодом С С1-K , экранирующей сеткой C C1-C2 и антидинатронной (защитной) сеткой C C1-C3 . т.е. С вх = С С1-К + C С1-C2 + C С1-С3 ? С С1-К + C С1-С2 . Выходная емкость - емкость между выходным электродом (ано­ дом) и всеми заземленными по переменному току электродами, за исключением входного электрода (управляющей сетки). Входная и выходная емкости оказывают существенное влияние в области вы­соких частот. Так, их сопротивления оказываются подключенными к элементам внешних цепей лампы: с ростом частоты происходит уменьшение входного и выходного сопротивлений лампы.

Эквивалентная схема без учета емкостей показана на рис.3.6,а. Если в лампе отсутствует сеточный ток, то остается только часть схемы, относящаяся к выходной цепи, т.е. эквивалентная схема анодной цепи либо с генератором тока, либо, после преобразо­ вания ее, с генератором напряжения (рис.3.6,б). На высоких частотах (рис.3.6,в) внешне эквивалентная схема имеет такой же вид, как на рис.3.6,а, но параметры ее элементов становятся комплексными:

Y прох = j?C прох ; Y вых = 1/R i +j?C вых ;

Y вх = G вх +j?C вх ; С вх ? С С1-К (триод);

С вх ? С С1-К + С С1-С2 (пентод); G вх ? 1/R i = S C .