Рис. 10.1. Характеристики компонент сеточного тока при,отрицательных напряжениях сетки

ОТ сетки недостающие электроны, тем самым создавая ионный ток сетки (кривая 4).

Весомый вклад в обратный сеточный ток дает термоэлектронная эмиссия сетки, нагретой излучением с катода. Кроме того, излучение катода и излучение, проходящее через прозрачный баллон снаружи, вызьшают фотоэлектронную эмиссию сетки. Ток термо- и фотоэлектронной эмиссий практически не зависит от напряжения сетки (кривая 5).

Результирующий ток сетки при уменьшении на ней отрицательного напряжения меняет направление (кривая 6). Сеточный ток определяет входное сопротивление лампы. Обратный сеточный ток приемно-усилительных. ламп составляет 10" - 10" А.

Для измерения сверхмалых токов (около 10"* - 10"*" А) используются устройства, содержащие электрометрические лампы. С помощью этих ламп измеряют напряжения, возникающие на высокоомном активном сопротивлении при протекании измеряемого тока. Сеточный ток электрометрических ламп должен быть значительно меньше изме-. ряемого, поэтому при разработке и эксплуатации таких ламп принимают ряд мер, позволяющих снизить ток сетки. Резкое уменьшение прямого тока происходит при использовании отрицательного напряжения смещения порядка -(2 -г 3) В. Токи утечки снижаются за счет конструктивных мер, применения высококачественных изоляционных материалов и уменьшения рабочих напряжений. Для уменьшения токов термо- и фотоэлектронной эмиссии уменьшают температуру катода, экра-

нируют электроды от внешних излучеьшй и увеличивают работу выхода материала сетки путем покрытия ее золотом.

Для повышения эффективности цепи подогревателя при пониженном напряжении накала в ряде электрометрических ламп используют катоды прямого накала. Устранение ионного тока обеспечивается cшжeниeм анодного напряжения до 5-6 В, при этом ионизация молекул остаточных газов отсутствует. При столь низких анодных напряжениях крутизна анодно-сеточной характеристики и ток анода имеют очень малые значения. Чтобы улучшить эти параметры, в некоторых электрометрических лампах используется катодная сетка, на которую подается небольшое положительное напряжение 2-4 В. В результате повышается действующий потенциал в области управляющей сетки и глубина минимума потенциала уменьшается. Крутизна анодноч;еточной характеристики электрометрических ламп лежит в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен микроампер на вольт.

10.3. ЭЛЕКТЮННЫЕ ЛАМПЫ ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ, ДОЛГОВЕЧНОСТИ И ЭКОНОМИЧНОСТИ

Кроме ранее рассмотренных параметров электронных ламп, существует еще ряд дополнительных параметров, характеризующих свойства приборов при эксплуатации.

Механические параметры электронных ламп характеризуют устойчивость прибора к внешним механическим воздействиям, которыми являются вибрации с различной частотой и ускореьшем, однократные и многократные удары. Mexaffli4ecKHe воздействия вызывают в лампах измeнeшя междуэлектродных расстояний, что приводит к нежелательной модуляции анодного тока и появлению на нагрузке напряжения виброшумов. Удары ламп могут привести к paзpyшeшю связей между деталями и их деформации. Особенно опасны удары для мощных ламп, имеющих значительные массу и размеры деталей. Поэтому в справочниках приводится напряжение виброшумов и допустимое ускорение при многократных или однократных ударах.

Климатические параметры показьшают устойчивость электрош1ьгх ламп к изменению температуры, атмосферного давления и влажности. На работу ламп особенно влияет повышеше температуры окружающей среды, так как при этом возрастает температура электродов ламп. Увеличение температуры катода приводит к изменению электрических параметров лампы и сокращению срока службы катодного узла. Повышение температуры анода и сеток может привести к нарушеьшю теплового баланса этих электродов (см. § 5.4).

Снижение атмосферного давления ухудшает теплообмен с окружающей средой, что может вызвать чрезмерное повышение температуры баллона. Кроме того, при уменьшении давления и повышении влажности может снизиться проб1Шное нaпpяжeшe между вьшодами электро-

дов. Допустимый интервал температур окружающей среды, максимальная температура баллона, влажность приводятся в предельных эксплуатационных данных на каждый тип лампы.

Долговечность электронных ламп - это минимальное время работы прибора, при котором он сохраняет работоспособность, а основные параметры не изменяются больше заданных значений. Требуемая от ламп долговечность определяется назначением и условиями работы устройств, в которых применяются эти лампы. Долговечность указывается в часах.

Надежность лампы - способность вьшолнять заданные функции и сохранять параметры в указанных пределах в определенных условиях эксплуатации в течение заданного времени. Надежность оценивается по интенсивности отказов (в процентах) за определенное время работы. Наиболее распространенными причинами отказов ламп при эксплуатации являются короткие замыкания между электродами, перегорание подогревателя, нарушение герметичности баллона, возрастание токов управляющей сетки и т. д.

Экономичность электронных ламп принято оценивать отношением крутизны анодно-сеточной характеристики к полной мощности, потребляемой лампой от источников питания,

э= 4 =

Р luUn hUs Ic2Uc2

Для работы в сложных эксплуатационных условиях разработаны специальные серии электронных ламп повышенной надежности и долговечности. Как следует из причин отказов, надежность и долговечность в основном определяется устойчивостью ламп к механическим и климатическим воздействиям, а также качеством применяемых материалов и уровнем технологии производства.

Для повьпиения надежности разработанных типов ламп в их конструкцию были внесены усовершенствования, в результате чего возросла механическая прочность арматуры. Применение исходных материалов высокой степени чистоты позволило увеличить срок службы приборов. В результате этих мер у ряда типов ламп появился аналог повышенной долговечности и надежности.

Представляют интерес сверхминиатюрные металлокерамические лампы, обладающие устойчивостью к воздействию вибраций, ударов и по-вьпиенных температур, так назьшаемые нувисторы. Эти лампы имеют низкий уровень шумов и весьма экономичны. Нувисторы имеют цилиндрическую систему электродов, которая монтируется на керамической плате - ножке с помощью конических фланцев (рис. 10.2).

Жесткое закрепление электродов дало возможность умтьашть междуэлектродные расстояния, что позволило получить достаточно высокую крутизну при небольших напряжениях на электродах. Малые раз-