Рис. 9.14. Поперечное сечение триода с защитной сеткой:

1 - анод; 2 - защитная сетка; 3 - управляющая сетка; 4 - катод; 5 - подогреватель; 6 - эмиссионный спой

В лампах однокатоднои цилиндрической конструкции один мощный катод окружен управляющей и экранирующей сетками, вьшолненными в виде "беличьего колеса". Анод представляет собой цилиндр с ребрами радиатора на внешней поверхности (рис. 9.13). Повышение механической прочности достигается применением нескольких держателей анода, впаянных в верхнюю часть колбы.

Разновидностью ламп однокатоднои цилиндрической конструкции является триод с защитной сеткой. В цилиндрическом катоде эмиссионный слой наносится только на поверхности продольных канавок (рис. 9.14). Стержни управляющей сетки находятся против участков катода, не покрытых эмиссионным слоем. Стержни защитной (антидинатронной) сетки расположены за стержнями управляющей сетки. Фокусировка электронных пучков с катода в междуэлектродном пространстве позволяет получить высокий коэффициент токораспределения и снизить мощность, вьщеляемую на сетках. Кроме того, триод с защитной сеткой обладает повышешой электрической прочностью. Даже при возникновении пробоя защитная сетка, имеющая нулевой потенциал, локализует пробой в промежутке между анодом и защитной сеткой, предохраняя тем самым поверхность катода от разрушения.

Для получения очень больших анодных токов используется много-катодаая конструкция с анодом в центре (рис. 9.15). Катоды, закрытые с внешней стороны тепловыми экранами, являются образующими цилиндра. Первая и вторая сетки представляют собой концентриче-" ские цилиндры с продольными щелями напротив катодов. Сетки и анод вьшолняются обычно из меди и имеют воданое охлаждение.

Для формировашя импульсов напряжения, составляющих несколько сотен киловольт, применяется трехэлектродная импульсная лампа -тжектрон. Управление электронным пучком в инжектроне происходит в скрещивающихся электрическом и магштном полях. Кош1ческий катод, боковые поверхности которого покрыты оксидным эмиттирую-щим слоем, экранируется от ионной бомбардировки и междуэлектродных разрядов управляющим электродом, выполняюш[им роль сетки (рис. 9.16). Массивный управляющий электрод способен рассеивать зна-

Рис. 9.15. Поперечное сечение многокатодной пампы с анодом в центре:

1 - тепловой экран катода; 2 - катод; 3 - управляющая сетка; 4 - экранирующая сетка; 5 - анод; 6 - баллон

Рис. 9.16. Устройство инжектрона:

1 - анод; 2 - баллон; 3 - электронный пучок; 4 - управляющий электрод; J - магнитная система; 6 - катод

чительную мощность. Внешний постоянный магнит создает однородное продольное магш1тное поле.

Благодаря такой конструкщ1и 3anHpafflie лампы производится небольшим отрицательным напряжением на управляющем электроде относительно катода. При подаче на управляющий электрод положительного напряжения электроны с катода начинают двигаться в сторону управляющего электрода. Однако совместное воздействие скрещивающихся электрического и мапштного полей формирует электронный поток в виде вращающейся трубы, вытягиваемой полем в сторону анода. Внутренний диаметр управляющего электрода больше наружного диаметра электронного пучка, и почти все электроны достигают анода, поэтому коэффициент токораспределения составляет в инжект-роне 98-99%.

В связи с тем, что поле анода практически не участвует в формировании электронного пучка, появляется возможность увеличивать расстояние до анода, тем самым обеспечивается электрическая прочность лампы. Минимальное падение напряжения на открытом инжектроне не превьпиает нескольких процентов напряжения источника питaшя, поэтому прибор имеет очень высокий КПД. Импульсная мощность инжектрона составляет десятки миллионов ватт.

Контрольные вопросы и задания

1. Какие режимы работы лампы используют при усилении и генерации сигналов? Что такое угол отсечки анодного тока?

2. Как колебательная мощность генератора связана с КПД и с допустимой мощностью, рассеиваемой анодом?

3. Каковы особенности статических характеристик и параметров мощных генераторных ламп?

4. Поясните следующие понятия: недонапряженный, критический и перенапряженный режимы работы генератора.

5. Каковы особенности статических характеристик и параметров мощных модуляторных ламп?

6. Какие конструктивные особенности имеют катоды и сетки мощ ных генераторных и модуляторных ламп?

7. Как осуществляется охлаждение анодов мощных генераторных и модуляторных ламп?

8. В чем особенности импульсного режима работы электронных ламп?

9. Почему в качестве импульсных модуляторных ламп целесообразно использовать тетроды?

10. Какие конструкции имеют импульсные модуляторные лампы?

Глава десятая СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЛАМПЫ

10.1. ЛАМПЫ С НИЗКИМ УРОВНЕМ ШУМА И ШУМОВЫЕ ДИОДЫ

При работе с очень малыми электрическими сигналами важно знать минимальное пороговое значение входного напряжения, которое может быть усилено каскадом на электронной лампе. Основным фактором, ограничивающим предельное значение входного сигнала, являются внут-риламповые шумы.

Даже при постоянстве всех напряжений на электродах электронной лампы токи в цепях электродов не остаются постоянными во времени. Они беспорядочно меняются относительно какого-то постоянного среднего значения. Самопроизвольное изменение токов, вызванное непостоянством процесса термоэлектронной эмиссии, хаотическим тепловым движением электронов в электрических цепях и другими ири-чинами, назьшается флуктуациями. Если значение входного напряжения лампы оказьшается соизмеримым с флуктуациями, то на их фоне полезный сигнал на выходе усилителя может оказаться неразличимым.

Флуктуации токов и напряжений в электронике принято называть шумами, потому что, будучи усиленными и поданными на вход звуковоспроизводящего устройства, они воспринимаются как слышимый шум. Поскольку флуктуации являются случайным процессом и шумовой ток не имеет определенной формы, для количественной оценки уровня шума вводится понятие среднеквадратического значения шумового тока и напряжения й.