СТАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ПЕНТОДА

Как и любая лампа, пентод в статическом режиме характеризует ся семействами характеристик токов от одного из напряжений электро дов при постоянных напряжениях на других электродах. Семейство характеристик I_c2=f(U_c2) (8) снятых при разных анодных напряжениях показаны на рис.3.

Характеристики анодного тока и тока второй сетки начинаются из одной точки, соответствующей напряже ния запирания. Величина потенциала запирания определяется потенциалом второй сетки и практически не зависит от потенциала анода. Поэтому начало характеристики не сдвигается к при другом анодном напряжении. Изменение анодного напряжения приводит к изменению тока распределения, и характеристика, анодного тока при большем анодном напряжении идет выше, а характеристика тока второй сетки ниже, чем при меньшем анодном напряжении. Оба семейства представляют собой узкий веерообразный пучок, расходящийся очень мало и только за счет перераспределения токов. Такая форма семейства делает его очень неудобным для определения статических параметров или выбо ра рабочих режимов пентода. Поэтому основным семейством характерис тик применяемых для этих целей, является семейство анодных характеристик I_a=f(U_a) при U_c2 и Uc₃= const для разных зна чений напряжения управляющей сетки U_с1 . Важно отметить, что пе реход от крутого к пологому участку характеристики осуществляется довольно плавно, что существенно ограничивает диапазон изменений анодного напряжения при работе в динамическом режиме. Кроме того, как видно из рис. 4 и рис.5 расстояния по вертикали между

характеристиками в системе I_a=f(U_a) различны при равных интервалах сеточного напряжения. За счет этого нарушается линейность динамической характеристики. Сравнение "идеальных" характеристик пен тода (рис, 4 а,б) с реальными не в пользу последних. Некоторые конструктивные изменения пентодов направлены на сближение этих ха рактеристик.

Помимо этих характеристик пентод характеризуется системой статических параметров: крутизна анодно-сеточной характеристики S=dI_a/dI_c1 (9), внутреннее сопротивление пентода R_i=dU_a/dI_a (10) и коэффициент усиления µ=dU_a/dU_c1 (11). Все три параметра изме ряются при постоянном напряжении на второй и третьей сетках.

В отличие от триода параметры пентода, сохраняя свой физичес кий смысл, определяются не только степенью воздействия изменений анодного и сеточного напряжений на катодный ток, но и влиянием этих изменений на распределение токов.

Крутизна характеристики определяется как отношение измене ния анодного тока к вызвавшему его изменению напряжения управляю щей сетки при постоянных напряжениях анода и второй сетки. Изме нение напряжения управляющей сетки на величину ∆U_c1 вызывает из менение действующего потенциала пентода и затем изменение тока катода на величину ∆I_k. Это приращение катодного тока распределя ется между анодом и второй сеткой в соответствии с коэффициентом токораспределения в заданном режиме, но так что (12)

Коэффициент токораспределения и поэтому приращение анодного тока

(13)

Крутизна по определению равна

(14)

Величина (15) есть крутизна эквивалентного триода, анод которого расположен на месте второй сетки. Крутизна такого триода

следовательно, (16).

Таким образом, в пентодах крутизна в большой степени зави сит от токораспределения, что несколько снижает ее значение по сравнению с триодом. Чем больше коэффициент токораспределения, тем большую крутизну можно получить при прочих равных условиях. Поэтому при проектировании пентодов следует стремиться к сниже нию токов второй сетки.

Внутреннее сопротивление определяется как отношение измене ния анодного напряжения к изменению анодного тока при постоян ных потенциалах остальных электродов.

(17)

При изменении анодного напряжения происходит изменение анод ного тока, определяемое двумя факторами. Во-первых, изменение анодного потенциала приводит к изменению действующего потенциала лампы, и, следовательно, тока катода. И во-вторых, происходит изменение текораспределения вследствие изменения отношения U_a/U_c2. Полное изменение анодного тока.

(18)

Величина - приращение тока, вызванное изменением тока катода за счет изменения действующего потенциала. Эта величина качественно зависит от проницаемости лампы D.

Величина определяется отношением распределения токов при изменении анодного напряжения.

С учетом полного изменения анодного тока

или (19)

Обозначим , тогда , т.е. внутреннее сопротивление пентода может быть представлено в виде двух параллельно включенных сопротивлении: , зависяще го от проницаемости лампы, и определяемого токораспределением лампы. В зависимости от конструкции лампы эти сопротивле ния могут иметь различные значения. Например, если проницаемость лампы мала (высокочастотные пентоды с густой сеткой), то измене ние анодного напряжения практически не влияет на величину тока катода и сопротивление . В этом случае внутреннее сопротивление , т.е. зависит только от изменения токораспределения. Если же проницаемость имеет заметную величину,то

(20).

Коэффициент усиления определяется отношением приращения анод ного напряжения к приращению сеточного напряжения при постоянных анодном токе и напряжениях остальных электродов и сравнивает

(21)

действие анодного напряжения с действием сеточного напряжения, на анодный ток.

Постоянство анодного тока в пентодах, в отличие от триодов, не сопровождается постоянством действующего потенциала. Допустим, что для того, чтобы при увеличении потенциала управляющей сетки на величину действующий потенциал не изменился, анодное на пряжение надо уменьшить на величину . Если действуьщйй потен циал при этом не изменился, то

откуда (22)

величина называется электростатическим коэффициентом усиления лампы и определяется только ее проницаемостью. Но на самом де ле, чтобы скомпенсировать изменение анодного тока за счет , анодное напряжение надо изменить на величину , меньшую, чем , так как изменение тока происходит в основном за счет перерас пределения токов и в очень малой степени за счет снижения действую щего потенциала.

Следовательно, отношение

т.е. (23)

Статические параметры пентода можно определять по семейству его характеристик, но не совсем так, как в триоде. Метод характеристических треугольников и метод трех отсчетов в данном случае непри менимы, т.к. вследствие большой величины µ у пентодов изменение напряжения на сетке получается слишком малым (рис.6). В этих случаях применяется метод двух отсчетов, который сводится к опре делению крутизны и внутреннего сопротивления до семейству анодных характеристик. В точке А (рис. 6) определяется крутизна (24)

(25) для пентода S”≠S’, (т.к. расстояния между характеристиками по вертикали различны). Крутизна в точке А находится как среднее (26)

Внутреннее сопротивление в точке А (27).

Коэффициент усиления находится по внутреннему уравнению дампы

Зависимость параметров от режима работы лампы

Наличие экранной и защитной сетки изменяет не только величи ну параметров лампы по сравнению с триодом, но и характер их зави симостей от режима работы. Это особенно заметно для ламп с густой экранирующей сеткой, когда параметры пентода определяются в основном за счет токораспределения. Зависимости параметров от на пряжений электродов лампы показаны на рис. 7, 8.

Динамические характеристики и параметры пентодов

При работе пентодов с активной нагрузкой в анодной цепи между анодным током лампы и анодным напряжением сохраняется та же зависимость, что и При работе триода в динамическом режиме: (28).

т.е. динамическая анодная характеристика представляет собой прямую линию. На рис.9 показано семейство характеристик пен тода и приведены три динамических характеристики соответству ющие различным сопротивлениям нагрузки R_a. Из рис.9 видно, что неискаженное усиление можно получить для характеристики R_a = 5 кОм, поскольку она дает одинаковые приращения ∆I_a для равных приращений ∆U_c1, что показывается равенством отрезков динамической характеристики. Для двух других характеристик приращения тока ∆I_a не пропорциональны изменениям напряжения сетки ∆U_c1, и усиление происходит с искажением. Таким обра зом, пентод критичен в выборе нагрузочного сопротивления и этим отличается в невыгодную сторону от триода, который обес печивает работу без искажений для широкого диапазона сопротивлений нагрузки. Оптимальное сопротивление нагрузки для низкочастотных пентодов лежит в пределах от (0,1÷0,2)R_i.

Динамические анодно-сеточные характеристики (рис. 10) мож но построить по точкам пересечения динамических характеристик со статическими анодными характеристиками. Наибольшей прямолинейностью, действительно, обладает характеристика, соответствующая оптимально выбранной нагрузке.

Динамические параметры пентода определяются, исходя из общих уравнений динамического режима, так же как и для триода.

(29) (30)

Т.к. в пентодах величина внутреннего сопротивления очень большая, порядка 10⁵ - I0⁶ Ом и R_a/R_i«1, то во многих практических случаях с достаточной степенью точности можно считать S_d≈S μ_d≈SR_a

Последнее соотношение показывает, что усиление, даваемое лампой, можно изменять в больших пределах, меняя значение крутизны.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Подключить лабораторный стенд к электросети, переключить тумблер выбора работы на “4-4а”, на схеме “4-4а” выбрать статическую схему, выставить ручки Rc1,Еа, Ес2, Ес3 в крайнее левое положение (в ноль). Включить установку рубильником, переведя его из состояния 0 в состояние |, включить первую сетку щёлкнув переключателем “вкл”.

2. Ручкой Rc1 изменяем сопротивление первой сетки, что приводит к изменению её напряжения, переключателем Uc1 “+” и ”-” задаём соответственно прямую или обратную подачу напряжения.

3. Ручкой Ec2 изменяем напряжение второй сетки Uc2.

4. Ручкой Ec3 изменяем напряжение третьей сетки Uc3.

5. Ручкой Eа изменяем напряжение анода Uа.

6. В процессе всех измерений необходимо следить за постоян ством заданных потенциалов на электродах пентода, регулируя их потенциометрами.

7. При снятии всех характеристик необходимо следить, чтобы мощности, рассеиваемые электродами, не превосходили предельно до пустимых.

Рис. 11.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: