Таким образом приближенно можно считать, что напряжение на аноде эквивалентного диода должно быть равно напряжению на сетке триода плюс некоторая часть равная

-от анодного напряжения. Величина играет очень

Ci2 12

важную роль в теории триода и мы ее обозначим буквой D (по-немецки «Durchgnff») и будем называть ее коэфи-циентом проницаемости или просто проницаемостью. Ее можно рассматривать как характеристику того, насколько поле, вызываемое анодом, проникает через сетку к нити. Как мы увидим дальше, удобно также вели-

чину обратную -z назвать коэфициентом усиления

(обозначают буквой Итак: коэфициент проницаемости:

= = --

коэфициент усиления;

-1»

(4.6)

(4.7)

В триодах приемного типа величина р. лежит обычно в пределах от 4 до 50 и соответственно D в пределах от 25% до 2%.

Теперь перейдем к применению формулы (4.4) в некоторых специальных случаях.

Триод с плоскими электродами. Электрическое поле заряженной решетки, состоящей из расположенных на равном расстоянии друг от друга параллельных проволок круглого сечения было исследовано Максвеллом и из полученных им результатов очень просто можно вывести значения и для случая триода с плоскими электродами, приведенного на рис. 19. Они задаются выражениями:

Cl2 -

12- 4г

С,, =

*1 + *2 -г -у

(4.8)

(4.9)

(4.10)

так что

Далее находим для эквивалентного диода:

4it&i-

(4.11)

(4.12)

Подставляя это значение в формулу (4.4), после некоторых преобразований, получаем:

*2 >

1 + й 1 +

(4.13)

Подобное же выражение получается и в результате более детального исследования, в котором учитывается влияние пространственного заряда

с той только разницей, что

&2

ока-

О (}

Триод

2с Ь, Ь,

t----L

Энвивал диод Рис. 19

коэфициент при

зывается несколько отличным от единицы. Так как на практике в большинстве случаев D, по сравнению с единицей, мало, то даже и при наличии пространственного заряда можно, как уже было сказано выше, с достаточной точностью применять более простое выражение:

vVg + Dv„. (4.14)

Подставляя это выражение в формулу для диода с плоскими электродами, получаем:

- га -Ь - 9 У И или в практических единицах

fel2

ajCMi,

(4.15)

(4.16)

где D определяется из выражений (4.10) и(4.11). Токх представляет собой полный электронный ток на единицу поверхности нити и равен сумме токов и i, попадающих соответственно на анод и сетку.

Триод с цилиндрическими электродами. В этом случае, показанном схематически на рис. 20, сетка состоит из равноотстоящих параллельных проволок радиуса с, располо-

женных на расстоянии а от нити. Нить и анод представляют собой коаксиальные цилиндры с радиусами k и Ь. Как показали Абрагам и Лауэ, в этом случае взаимная емкость, отнесенная к единице длины цилиндра, выражается так:

>I3 •

/ b a , , b\

/ b a b\

(4.17)

«•18)

(4.19)

так что

Трчод

Энбивалентный биод

(4.20;

рис. 20

Для эквивалентного диода получаем соответственно:

(4.21)

2Ig-

Подставляя это выражение в общую формулу (5.4), после некоторых преобразований, получаем:

Vg-{- DVg

(4.22)

или, так как D мало по сравнению с единицей, а b мало отличается от а то:

о + (4.23)

Шоттки показал, что, принимая во внимание влияние пространственного заряда, мы получаем вместо (+.22) более сложное выражение:

l + D(l+§lg4)

Однако, ввиду того, что, в большинстве практических случаев, D по сравнению с единицей мало, то, даже при

(4.24)

наличии пространственного заряда, можно пользоваться выражением:

v = Vg+Do,, (4.25)

так что подставляя его в формулу для триода с цилиндрическими электродами, получаем для силы тока на единицу длины цилиндра:

-a-tg- 9 К от аЬ2

9 Y т--53- (4.26)

или в практических единицах (вольты, амперы, сантиметры):

(4.27)

Предыдущее рассмотрение показывает, что для оценки работы триода чрез-

Нить

Сетха

1*т I

Иито

ЯиоЯ -1

Нить

Рис. 21

вычайно важное значение имеет отно-

шение-, которое

мы назвали коэфи-циентом усиления }х. Мы убедились, что управляющее действие сеточного напряжения на полный J ,

электронный поток в /л (или раз эффективнее, чем

управляющее действие анодного напряжения.

Как мы видели раньше, величина х зависит только от геометрической конфигурации электродов и теоретическое определение ее представляет чисто электростатическую задачу.

На рис. 21 даны выражения для )i для плоских триодов с различными сетками.

Величина ji для широко применяемых на практике цилиндрических триодов с сеткой из проволочной спирали, имеющей п витков на сантиметр и намотанной на цилиндр радиуса а (см. рис. 22), может быть вычислена по формуле:

ii = -

(4.28)

2r.iVc

где 2c есть диаметр проволоки сетки. Эта формула была впервые выведена Томсоном.

До сих пор мы говорили только о том, каким образом общий ток эмиссии, отдаваемый нитью, регулируется анодным и сеточным напряжениями, но о распределении электронного тока между этими электродами еще ничего не было сказано.

Мы видели, что электронный ток идет тогда, когда напряжение на аноде эквивалентного диода fv

Анод

Сетна

ложительно, что очевидно, может иметь место и тогда, когда напряжение на одном из электродов отрицательно. В этом случае весь ток эмиссии идет к находящемуся под положительным напряжением электроду. На практике, лампа, обычно, работает при положительном анодном напряжении и небольшом отрицательном напряжении на сетке, так, что выражение (4. 27) принимает следующий вид:

Snod.

Рис. 22

1.47 X 10

(4.29)

Когда оба электрода находятся под положительным напряжением по отношению к нити, то электронный ток идет и на один и на другой электрод. В этих случаях электроны, покидающие нить, приобретают большие скорости, и, хотя, пролетая через отверстия в сетке, они притягиваются ее проволоками, все же большинство электронов проскакивает сквозь сетку и попадает на анод. На сетку фактически попадают почти только те электроны, которые вылетают из нити прямо против проволок сетки, и приближенно можно считать, что отношение к не больше отношения площади, занимаемой проекцией проводов сетки на аноде, к площади всего анода.

Резюмируя все наши выводы, можно сказать, что вследствие того, что сетка расположена ближе к нити, управляющее действие, оказываемое ею на ток эмиссии, сильнее анодного. Однако, ввиду того, что электроны, вылетая из нити, приобретают большую скорость, они не следуют за силовыми линиями электрического поля и поэтому управляющее действие сетки сказывается, главным образом, на анодном токе и значительно меньше на токе сетки. Таким образом совери1енно правильно будет сказать, что в триоде,

имеющем наибольшее значение для практики, действие сетки"сводится к сильному притяжению или отталкиванию электронов и очень слабому улавливанию их.

Анодные характеристики. Теперь мы можем заняться рассмотрением типичных характеристик в свете изложенной выше теории. Наиболее важное значение имеет семейство характеристик, выражающих зависимость анодного тока г„ от напряйсения на сетке при различных анодных напряжениях ю. Типичная серия"таких характеристик для триода приемного типа показана на рис. 23. Из рисунка видно, что нилсней части характеристик соответствует либо отрицательное напряжение на сетке, либо малое положительное напряжение, так что практически весь электронный ток идет на анод. Поэтому можно сказать, что здесь выполняется закон степени три вторые (формула 4.29) и что эти кривые можно описать уравнением следующего типа:

го 15

о. S

(4.30)

Рис. 23

где А есть константа для данной лампы. Из этого уравнения следует, что анодный ток становится равным нулю для

т. е. тогда, когда

Vrr - -

"(1

(4.31)

Эта зависимость, очевидно, дает нам основание для определения коэфициента усиления. Однако, часто бывает трудно точно определить то отрицательное значение г», при котором анодный ток становится равным нулю, так что практически этот метод мало пригоден.

Другой, более удовлетворительный метод основан на вытекающей из (4.30) зависимости:

(4.32)