(495)510-98-15
Меню
Главная »  Классификация электронных систем 

1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184

Количественная связь между анодным током и анодным напряжением в режиме объемного заряда (пока не все электроны, покидающие катод, достигают анода) может быть найдена из решения уравнения Пуассона, связывающего потенциал пространства с плотностью р объемного заряда. Решение этого уравнения после замены плотности р заряда плотностью тока / и с учетом граничных условий приводит для диода с плоскими электродами к равенству, полученному Ленгмюром и Чайльдом [2]:

£/3/2

/. = 2,33- [а/см*], (1.6)

где / - расстояние между катодом и анодом, см; Ua - анодное напряжение, в.

При полезной площади Sa (см2) анода анодный ток

. /а = 2,33 1Usf = gU\r* [а], (1.7)

где g - коэффициент, включающий все постоянные величины, в уравнении, относящемся к данной лампе. При цилиндрической конфигурации электродов анодный ток [2]

/а^2,33.10-б^- uT = gUT [а], (1.8)

V а к)

где га - радиус анода, см; 4 гк -- радиус катода, см.

По существу формула (1.8) повторяет формулу (1.7), поскольку разность радиусов анода и катода определяет расстояние / между электродами.

Сопоставляя выражения (1.7) и (1.8) с законом Ома для линейных металлических проводников, видим, что:

1) анодный ток в вентиле пропорционален не первой степени напряжения (как это соответствует закону Ома), а степени 3/2; !эти уравнения называют поэтому законом степени трех вторых; ;,г. 2) при заданном напряжении Ua ток обратно пропорционален первой, а второй степени расстояния между электродами; 3) числовой коэффициент пропорциональности (2,33 10~6), который можно в какой-то степени сравнивать с удельной электропроводностью, значительно меньше, чем у металлических проводников.

В результате указанных отличий напряжение, которое требуется приложить к электронному (высоковакуумному) прибору, много больше необходимого напряжения для пропускания того же тока *через металлический проводник тех же размеров. Все это объясняется влиянием отрицательного поля объемного заряда, которого нет в металлах, поскольку объемный заряд электронов компенсируется в нем зарядом положительных ионов кристаллической Фешетки.



Уравнения (1.7) и (1.8) дают возможность построить вольт-амперную характеристику электронного диода, выражающую зависимость тока в приборе от напряжения на электродах.

Одна из таких характеристик, рассчитанная по уравнению (1.8) для диода с цилиндрическими электродами, построена пунктиром на рис. 1.4, б. На том же рисунке нанесены три экспериментальных характеристики, снятые у того же диода при трех разных значениях напряжения накала.

Экспериментальные характеристики отличаются от теоретической тем, что-

1) начинаются они не от нуля напряжения, а от некоторого отрицательного его значения; это обусловлено наличием начальных скоростей электронов, покидающих катод, благодаря которым наиболее быстрые электроны, преодолевая тормозящее поле в междуэлектродном промежутке, достигают анода и создают небольшой анодный ток (ток налета);

2) на участке крутого подъема экспериментальные характеристики расположены тем ниже, чем меньше напряжение накала катода; это объясняется менее глубоким при меньших эмиссионных токах потенциальным минимумом, который уменьшает результирующую разность потенциалов между потенциальным минимумом и анодом (рис. 1.4, а);

3) при некотором предельном значении анодного напряжения экспериментальные характеристики отклоняются от теоретической, переходя на участок насыщения; к участку насыщения уравнения (1.6) и (1.8) уже неприменимы.

Приведенные на рис. 1.4, б вольт-амперные характеристики условно называют статическими, чтобы подчеркнуть, что они связывают ток в приборе с напряжением, непосредственно ему сообщаемым (что имеет место только в испытательном режиме). В рабочем (динамическом) режиме, когда в цепь, питаемую от источника постоянного напряжения Еа или синусоидального напряжения с амплитудой faniax, входит также нагрузочное анодное сопротивление /?. напряжение на приборе является функцией от тока, проходящего через это сопротивление. В этом случае ток может быть найден в результате совместного решения уравнения, определяющего вольт-амперную характеристику диода (лампы), и уравнения, связывающего напряжение на нагрузочном сопротивлении с током, проходящим через него.

В связи с нелинейностью вольт-амперной характеристики прибора (подчиняющейся закону степени 3/2) ток в динамическом режиме проще всего найти графически, пользуясь нагрузочной диаграммой рис. 1.5, а, представляющей совмещение вольт-амперной характеристики г'а = / (£/а) с линией нагрузки MN, определяющей изменение напряжения UR на нагрузочном сопротивлении в функции от тока, проходящего через него. При неизменном значении сопротивления /?а линия нагрузки представляет прямую с углом



наклона а, проведенную из точки М, соответствующей напряжению питания Ея. Котангенс угла пропорционален нагрузочному сопротивлению Rai а *

ctga = TRa,

где а и Ь - масштабные коэффициенты тока и напряжения.


Рис. 1.5. Нагрузочные диаграммы при питании анода постоянным (а), переменным напряжением и кривая анодного тока (б) аппроксимация вольт-амперной характеристики (в) и эквивалентная схема цепи, содержащей диод (г)

При угле наклона а падение напряжения на сопротивлении Un = /а/?а определяется для любого значения /а горизонтальным отрезком между линией нагрузки MN и вертикалью, проведенной через точку М. Это следует из отношения катетов в прямоугольном треугольнике:

UR = 7* *б (у-о) = 1 aCtgG = IJRV

Ток в цепи определяется в построенной нагрузочной диаграмме ординатой точки пересечения линии нагрузки с вольт-амперной характеристикой прибора.



1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.