9.4 Пентод

Для устранения динатронного эффекта в лампу, между анодом и экранирующей сеткой, вводится третья сетка – защитная.

Редкая защитная сетка соединяется с катодом, имеет нулевой потенциал, тем самым создает тормозящее поле для вторичных электронов с анода. Кроме того, защитная сетка является дополнительным экраном, за счет чего проходная емкость С_АС1 уменьшается в большей степени. Таким образом, пентоды обладают очень большим коэффициентом усиления (до нескольких тысяч), большим внутренним сопротивлением и малой проходной емкостью.

ВАХ пентода

Анодные (выходные) характеристики пентода

при

Ia Uc3=0

Uc2=+100В Uc1=+2В

Uc1=0

Uc1=-2В

o Ua

а) ,т.е.

• При в пространстве Анод-Сетка2 создается сильное тормозящее поле, которое электроны преодолеть не могут, поэтому будет максимален, а , т.е. характеристика начинается из нуля.

• При низких анодных напряжениях () тормозящее поле в пространстве А-С2 несколько уменьшится. Ток будет иметь две составляющие. Первая образована электронами, непосредственно попавшими на вторую сетку. Вторая образована вернувшимися к этой сетке электронами. Имеем режим возврата электронов. Увеличивая анодное напряжение в этом режиме, мы тем самым уменьшаем обе составляющие сеточного тока, поэтому ток резко уменьшается, а ток анода резко возрастает – имеем крутой участок характеристики.

• При больших анодных напряжениях () тормозящее поле в пространстве А-С2 исчезает, практически все электроны, пролетев экранирующую сетку, достигают анода. Имеем режим перехвата электронов. Ток экранирующей сетки будет иметь только одну составляющую, образованную электронами, непосредственно попавшими на экранирующую сетку. Увеличивая анодное напряжение, мы тем самым уменьшаем эту единственную составляющую сеточного тока, поэтому ток будет уменьшаться плавно, а, следовательно, ток анода будет плавно возрастать – имеем пологий участок характеристики.

б)

В этом случае в пространстве Катод-Сетка1 появляется ускоряющее поле, поэтому большая часть электронов достигает анода, ток анода увеличивается – характеристика идет выше.

в)

В этом случае в пространстве К-С1 появляется тормозящее поле, поэтому меньшая часть электронов способна достигнуть анода, ток анода уменьшается – характеристика идет ниже.

Анодно-сеточные характеристики пентода (в режиме перехвата)

при

Ia

Ua=160В

Uc2=80В

Uc1 о

Uc1зап

а) При ток анода максимален, т.к. Сетка 1 не создает тормозящее поле.

б) При возникает тормозящее поле в пространстве К-С1, и меньшая часть электронов достигает анода – ток анода уменьшается (кривая 1). При некотором значении происходит запирание лампы (), т.к. тормозящее поле Сетки 1 начнет преобладать над ускоряющим полем лампы.

10 Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)

ЭЛТ – это электровакуумный прибор, преобразующий электрический сигнал в световое изображение.

Принцип работы ЭЛТ:

Узконаправленный пучок электронов, сформированный электронным прожектором (пушкой), под действием управляющего сигнала перемещается по экрану трубки, вызывая его свечение.

Различают:

• трубки с электростатическим управлением (формирование и управление потоком электронов осуществляется за счет действия электрического поля);

• трубки с магнитным управлением (кроме электрического поля, в них используется еще и магнитное поле).

Конструкция ЭЛТ:

НН – нить накала

К – катод

М – модулятор

А1 – первый анод

А2 – второй анод

ВОП – вертикально отклоняющие пластины

1. ГОП – горизонтально отклоняющие пластины

Экран покрыт люминофором, который светится при бомбардировке электронами.

С поверхности нагретого катода, покрытого оксидным слоем, испускаются электроны. Модулятор представляет собой цилиндр с отверстием в донышке. На модулятор подается отрицательный относительно катода потенциал (-30В). Это напряжение регулируется потенциометром R1. С увеличением этого напряжения все большее число электронов возвращается на катод (т.к. не может преодолеть потенциальный барьер вблизи катода), число электронов в пучке уменьшается, следовательно, яркость свечения пятна на экране также уменьшается. Таким образом, потенциометр R1 является регулятором яркости.

Далее следуют цилиндрической формы аноды. Внутри анодов имеются перегородки с отверстиями – диафрагмы. Напряжение на первом аноде регулируется потенциометром R3 и достигает значения нескольких сотен Вольт. На второй анод подается напряжение U_А2=(1÷10)кВ. Это напряжение немного меньше напряжения источника питания Е_А (на величину падения напряжения на резисторе R1).

Чтобы U_А1 не уменьшалось до 0 и не увеличивалось до значения U_А2, в делитель введены высокоомные резисторы R2 и R4.

Катод, модулятор и первый анод представляют собой короткофокусную линзу. Система двух анодов представляет собой вторую линзу - длиннофокусную. Таким образом, прожектор состоит из двух линз (короткофокусной и длиннофокусной), которые обеспечивают фокусировку и ускорение электронов.

Причем, каждую из этих линз можно представить как совокупность собирающей и рассеивающей элементарных линз. Собирающая линза образуется неоднородным электрическим полем, эквипотенциальные поверхности которого выпуклостью обращены в сторону катода. Рассеивающая линза образуется полем с эквипотенциальными поверхностями, обращенными в сторону экрана.

Рассмотрим короткофокусную линзу. Ее собирающая линза фокусирует поток электронов и придает им скорость. Рассеивающая линза дополнительно ускоряет электроны и несколько их рассеивает. Но рассеивающее действие слабее фокусирующего, т.к. в правой части поля, где находится рассеивающая линза, электроны движутся с большей скоростью (потенциал рассеивающей линзы больше потенциала собирающей) и сильно рассеяться не могут, т.к. быстро покидают эту область.

Наличие длиннофокусной линзы в прожекторе объясняется тем, что необходимо сфокусировать электронный пучок на экран трубки, находящийся от анодов довольно далеко. Действие длиннофокусной линзы аналогично действию короткофокусной линзы.

Уменьшая потенциал первого анода (потенциометром R3), мы повышаем напряженность электрического поля между анодами и тем самым усиливаем фокусировку. Таким образом, потенциометр R3 – регулятор фокусировки.

Недостаток такого прожектора – взаимное влияние регулировки яркости и фокусировки. Поясним. Изменение потенциала первого анода изменяет величину потенциального барьера вблизи катода, что, в свою очередь, изменяет число электронов в пучке, т.е. фокусировка влияет на яркость. С другой стороны, изменение напряжения модулятора сдвигает вдоль оси трубки область первого пересечения электронных траекторий, что нарушает фокусировку в целом, т.е. регулировка яркости влияет на фокусировку.

Кроме того, регулировка яркости изменяет ток первого анода, а т.к. в его цепь включены высокоомные резисторы, то меняется напряжение на нем, что приводит к расфокусировке.

Этот недостаток устраняется, если между модулятором и первым анодом поставить ускоряющий (экранирующий) электрод (УЭ), который соединяется со вторым анодом. УЭ представляет собой длинный цилиндр с диафрагмой, ограничивающей диаметр электронного пучка. Благодаря экранирующему действию этого электрода изменение потенциала первого анода при фокусировке практически не меняет поле вблизи катода. При этом первый анод делают без диафрагм, что исключает попадание на него электронов из пучка, следовательно, ток в цепи первого анода равен нулю и регулировка яркости не приведет к изменению напряжения на первом аноде, т.е. расфокусировки не произойдет.