Одновременно с нагревом анода электронной бомбардировкой происходит его охлаждение эа счет излучения энергии или принудительного воздушного или водяного охлаждения. В лампах малой и средней мощности основную роль играет излучение энергии. Рассеиваемая анодом мощность за счет излучения определяется законом Стефана-Б ольщмана:

а.изл ~ ПдеоТа,

где Па - площадь излучающей поверхности анода; е - коэффициент излучения; о - постоянная Стефана-Больцмана; - температура анода.

Тепловой режим анода определяет стационарное значение его температуры, при которой подводимая мощность становится равной рассеиваемой мощности /"а = /а.изл- Отсюда установившаяся температура анода

У» = 4

1 еоПа

Следует отметить, что при расчетах нужно учитьшать также мощность теплового излучения катода, поглощаемую материалом анода.

Допустимая температура анода ограничивается процессом газовыделения с анода, что может привести к отравлению катода и снижению его эмиссионных свойств, а в результате к сокращению срока службы лампы. Мощность, рассеиваемая анодом, приводитсй в паспортах электронных ламп, и превьплать ее в процессе эксплуатации прибора недопустимо. Особенности теплового режима мощных электронных ламп рассматриваются в гл. 9.

5.5. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП

Электронные лампы классифицируют по различным признакам. 1. о виду преобразования электрической энергии вьщеляют лампы: вьшрямительные (для преобразования переменного тока в постоянный) ;

генераторные и модуляторные (для преобразования энергии источника постоянного тока или напряжения в энергию переменного тока специальной формы);

усилительные (для преобразования энергии источника постоянного тока или напряжения в энергию переменного тока, по форме совпадающего с усиливаемым сигналом);

частотно-преобразовательные и смесительные (для преобразования спектраньного состава сигнала, т. е. энергии переменного тока одной частоты в энергию переменного тока другой частоты).

2. По количеству электродов среди электронных ламп различают: диоды (лампы с двумя электродами);

триоды (трехэлектродные лампы); тетроды (четырехэлектродные лампы);

пентоды (пятиэлектродные лампы) и т. д. Следует отметить, что электронные лампы имеют разное количество сеток, так как катод и анод обязательно присутствуют в каждой лампе.

3. Различие по мощности обусловлено конструктивными особенностями электронных ламп. Критерием является максимальная допустимая мощность, рассеиваемая анодом лампы. Существуют лампы малой, средней и большой мощности.

4. По конструктивному оформлению лампы могут быть стеклянные, металлические, миниатюрные, сверхминиатюрные и т. д.

5. По частотному диапазону работы электронные лампы делят на низкочастотные, высокочастотные и сверхвысокочастотные.

В справочниках по электронным лампам применяется смешанная классификация по перечисленным признакам, показывающая конкретное назначение данного типа приборов. Например, существуют лампы для усиления напряжения низкой частотй в выходных каскадах, лампы для вьшрямления высокого напряжения и т. д.

Вместе с тем имеется ряд электронных ламп, не подходящих ни под один из приведенных признаков классификации, такие как механотроны (датчики механического смещения), электронноч;вето-вые индикаторы напряжения.

Каждый тип электронных ламп имеет сокращенное условное обозначение, регламентируемое общесоюзным стандартом.

Контрольные вопросы и задания

1. Какими достоинствами обладают электронные лампы?

2. Перечислите узлы и детали, из которых состоят электронные лампы; поясните их назначение.

3. Какие бьшают режимы работы электронных ламп?

4. Чем определяется значение допустимой мощности, рассеиваемой анодом электронной лампы?

5. Какими факторами ограничивается допустимая температура анода?

6. Перечислите основные классификационные признаки электронных ламп.

Глава шестая

ДВУХЭЛЕКТРОДНЫЕ ЛАМПЫ

6.1. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ДИОДЕ

Диодом назьшается простейшая электронная лампа, содержащая два электрода - анод и катод. Физические процессы в диоде удобно рассматривать с помощью потенциальных диаграмм, показывающих распределение потенплала в пространстве между электродами лампы. Для простоты будем считать электроды диода параллельными бесконечными плоскостями. Если катод не нагрет и термоэлектронная эмиссия с его поверхности отсутствует, то в пространстве между катодом и анодом не будет свободных носителей заряда - электронов. При подаче на анод положительного напряжения относительно катода (по-тенплал катода принимается равным нулю) электрическое поле диода будет однородным, как в плоском конденсаторе. Вектор напряженности поля в любой точке пространства перпендикулярен электродам. Распределение потенциала между электродами будет линейным (рис. 6.1, кривая 7).

При нагреве катода возникает термоэлектронная эмиссия с его поверхности. Эмиттируемые катодом электроны через определенное время достигают анода. Таким образом в междуэлектродном промежутке возникает отрицательный объемный заряд, который приводит к понижению потенциала во всех точках пространства. Степень снижения потенплала определяется количеством испускаемых катодом электронов в единицу времени и скоростью их движения между электродами. Скорости электронов зависят, в свою очередь, от напряжения анода.

При невысокой температуре катода, а следовательно, небольшом количестве испускаемых в единицу времени электронов потенциал в междуэлектродном пространстве, снижаясь, остается положительным. На электроны везде действует электрическое поле, ускоряющее их по направлению к аноду (рис. 6.1, кривые 2 и 5), поэтому все эмиттиро-ванные катодом электроны достигают анода. Ток анода равен току эмиссии.

Когда температура катода достигает некоторого определенного значения, снижение потенциала пространства достигает такой степени, что поле у поверхности катода становится нейтральным, т. е. потенциал равен нулю (рис. 6.1, кривая 4). При удалении от катода поле остается ускоряющим, т. е. потенциал пространства положительный.

Дальнейшее Повьпление температуры катода приводит к такой плотности объемного заряда, что потенплал пространства около катода, где скорость электронов мала, становится отрицательным по отношению к катоду (рис. 6.1, кривые 5 и 6). В промежутке от поверхности катода до минимума потенциала на электроны, вьшетающие из катода, действует тормозящее поле, а далее от минимума потенциала до ано-