Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Сетка расположена близко к катоду, и напряжение на ней очень сильно влияет на анодный ток — «плюс» на сетке подтягивает электроны, увеличивает число свободных электронов, вырвавшихся из облачка вблизи катода и отправившихся в далекое путешествие к аноду (Р-90;6). «Минус» на сетке, наоборот, отталкивает электроны к катоду, уменьшает анодный ток (Р-90;3,4,5). Одним словом, усиливаемый сигнал U_вх,действуя с командного пункта трехэлектродной лампы, с сетки, управляет анодным током I_а, а тот, проходя по нагрузке R_н, выделяет в ней мощную копию усиливаемого сигнала (Р-90;7). Можно рассказать об этом и другими словами: усиливаемый сигнал меняет число зарядов, которые реально могут двигаться к аноду, а значит, меняет внутреннее сопротивление лампы R_a (Р-90;8). Однако с какой стороны ни посмотришь на события в усилительной лампе, одно остается бесспорным — энергию на создание «мощной копии» дает анодная батарея.

Т-153. На управляющую сетку обычно подается отрицательное смещение. О событиях в лампе лучше всего могут рассказать ее характеристики, в частности анодно-сеточная, она показывает, как анодный ток зависит от напряжения на сетке (Р-90;2). Обратите внимание: при положительных напряжениях на сетке, кроме анодного, появляется еще и сеточный ток I_с. Появляется он потому, что, несмотря на «прозрачность» сетки, в нее все же попадает часть электронов. Сеточный ток — явление крайне неприятное: он отбирает электроны у анодного и тем самым искажает его, создает нелинейные искажения «мощной копии». Кроме того, сеточный ток требует дополнительной мощности от источника сигнала, нагружает его. Вот почему режим лампы обычно устанавливают так, чтобы она работала в левой части своих характеристик, то есть чтобы на сетке никогда не появлялся «плюс» и не было сеточного тока.

Этим, кстати, лампы принципиально отличаются от транзисторов, у которых без тока базы обойтись невозможно. Потому что в транзисторе материал для создания коллекторного тока — свободные заряды — дает ток в рn-переходе эмиттер — база, и часть этого тока обязательно ответвляется в базовую цепь. В лампе же материал для создания анодного тока дает электронная эмиссия катода, и сетка может управлять анодным током не «плюсом», а «минусом», не притягивающим напряжением, а отталкивающим.

Нужно один раз разобраться в этих «плюсах» и «минусах», чтобы в дальнейшем в них не путаться. Запомните: «минус» на сетке запирает лампу так же, как «минус» запирает транзистор структуры n-р-n. А вот в транзисторе р-n-р «минус», наоборот, увеличивает коллекторный ток. И дальше — в лампе на анод подается притягивающее напряжение «плюс» так же, как и на коллектор транзистора n-р-n, а в транзисторе р-n-р притягивающее напряжение на коллекторе — «минус». Все это отображено на Р-83, Р-86 и Р-90.

Имея опыт с выбором рабочей точки транзистора (Р-86), мы легко найдем, как избавить лампу от сеточных токов: для этого достаточно вместе с сигналом подать на сетку (относительно катода) некоторое отрицательное постоянное смещение, некоторый «минус» (Р-90;8).

Т-154. Основные типы усилительных ламп: триод, пентод и лучевой тетрод. Триод был первой усилительной лампой, его возраст — около восьмидесяти — лет. И сейчас триод в некоторых областях остается незаменимым, хотя из-за двух серьезных недостатков его сильно потеснили другие лампы. Первый недостаток триода связан с тем, что электроды лампы, по сути, представляют собой обкладки конденсаторов и в лампе существуют междуэлектродные емкости, никому не нужные, а поэтому названные паразитными емкостями (Р-91;1). Самая опасная из них — емкость между анодом и управляющей сеткой С_ас. Через нее усиленный сигнал попадает во входную цепь (Р-91;2), а это может привести к серьезным неприятностям (Т-200). Другой недостаток триода связан с самим принципом работы усилителя: когда напряжение на нагрузке растет, на аноде (как и на коллекторе транзистора) оно уменьшается (Р-91;4, Р-87) и анод слабее тянет к себе электроны. Результат — ухудшаются усилительные способности лампы.

Р-91

Оба недостатка триода были ликвидированы одним ударом: между анодом и управляющей сеткой поместили еще один электрод — экранную (экранирующую) сетку, и таким образом получилась четырехэлектродная лампа, тетрод (Р-91;5). Экранную сетку через конденсатор С_э соединяют с катодом, и она отводит, замыкает накоротко переменные токи, которые могли бы попасть во входную цепь. Кроме того, на экранную сетку подают значительный «плюс» (U_э), иногда такой же, как и на анод, а иногда поменьше. Теперь как бы ни менялось напряжение на аноде, это почти не повлияет на анодный ток — экранная сетка будет тянуть электроны к аноду всегда с одинаковой силой.