Четырехэлектродная лампа (тетрод)

§ 139. ЧЕТЫРЕХЭЛЕКТРОДНАЯ ЛАМПА (ТЕТРОД)

Недостатком триода является наличие значительной межэлектродной емкости в системе анод — сетка. От этого недостатка свободен тетрод, в котором между управляющей сеткой и анодом помещена дополнительная экранирующая сетка.

Анод, катод и управляющая сетка тетрода включаются так же, как и в триоде. К экранирующей сетке подводят положительное напряжение по отношению к катоду, несколько меньшее, чем анод­ное напряжение. Наличие положительного заряда дополнительной сетки ослабляет действие поля анода на электроны, движущиеся между катодом и управляющей сеткой, а действие поля управляю­щей сетки остается таким же, как в триоде. Вследствие этого в выражении коэффициента усиления  увеличивается ∆Ua а ∆Uc остается без изменения. Таким образом, коэффициент усиления тетрода в десятки и даже сотни раз больше, чем коэффициент усиления триода, и достигает значений порядка 1000.

Рассмотрим процесс ослабления паразитных связей между цепью анода и цепью управляющей сетки тетрода.

В тетроде вместо межэлектродной емкости Са-c имеются межэлектродные емкости между анодом и экранирующей сеткой Са-э и  между  экранирующей   сеткой   и   управляющей    сеткой    Сэ-c

(рис. 188). При изменении анодного напряжения емкость Са-э заряжается и разряжается не через сопротивление Rc цепи управляющей сетки, как в триоде, а через конденсатор С_б, вклю­ченный в цепь экранирующей сетки.

Это связано с тем, что емкостное сопротивление конденсатора С_б мень­ше сопротивления резистора Rc, соеди­ненного последовательно с межэлек­тродной емкостью Сэ-с. В результате изменение напряжения в анодной цепи не передается в цепь управляющей сетки тетрода и искажение усиливае­мых сигналов не происходит. Поэтому тетрод можно успешно применить для усиления колебаний не только низкой, но и высокой частоты. Тетрод имеет и существенный недостаток, заключающийся в том, что в нем возникает поток электронов вторичной эмиссии от анода к экрани­рующей сетке. Это явление вызвано тем, что электроны, летящие с большой скоростью на анод, ударяют в него и выбивают из его по­верхности вторичные электроны.

Когда во время работы лампы напряжение на экранирующей сетке может оказаться больше, чем напряжение на аноде, вторич­ные электроны притягиваются полем этой экранирующей сетки, и в ее цепи появляется ток вторичных электронов, что приводит к уменьшению анодного тока и нарушению нормальной работы те­трода. Характеристика тетрода становится нелинейной (при увели­чении анодного напряжения сила тока в цепи анода убывает). Это явление называется динатронным эффектом.

Промышленность выпускает усовершенствованные тетроды, в которых исключена возможность возникновения динатронного эф­фекта. Такие тетроды носят название лучевых тетродов.

Лучевой тетрод (рис. 189, а) представляет собой стеклянный баллон 1, в котором помещается катод 6 и анод 2. Между этими электродами размещены две сетки. Сетка малого диаметра 5 яв­ляется управляющей, а сетка большого диаметра 6 — экранирую­щей. Она расположена в лампе так, что ее витки размещены против витков управляющей сетки. В баллон также вмонтированы специ­альные лучеобразующие электроды 3, которые соединены с като­дом и всегда имеют отрицательный заряд по отношению к аноду. Все электроды лампы припаиваются к штырькам цоколя.

Лучеобразующие электроды и особое расположение сеток в тетроде способствуют тому, что электроны в нем летят к аноду не сплошным потоком., как в диоде и триоде  а отдельными  лучами (пучками).

В   результате   большой   плотно сти движущихся отрицательных за­рядов в электронном луче они создают эффект неподвижного в пространстве  отрицательного   объемного заряда. Такой объемный заряд  от­талкивает     электроны      вторичной эмиссии назад на анод, препятствуя возникновению нежелательного  для работы лампы динатронного эффек­та. Однако при малых токах и в лу­чевом тетроде появляется динатронный эффект, поэтому лучевые тетро­ды применяют лишь в качестве мощ­ных    усилительных    ламп.     Схема  включения лучевого тетрода приве­дена на рис. 189, е.