Рис. 10.2. Конструкция триода-нувистора:

1 - катод; 2 - сетка; 3 - анод; 4 - металлический баллон

Рис. 10.3. Схематическое изображение поперечного сечения стержневого пентода: 1 - анод; 2 ~ стержни, экранирующие от внешних полей; 3 - антидинатрон-ные стержни; 4 ~ экранирующие стержни; 5 - управляющие стержни; 6 - катод

меры и одностороннее крепление катода требуют меньшую мощность для его нагрева, Отсутствие слюды и замена стекла керамикой и металлом повьппает устойчивость лампы к воздействию повышенных температур.

Нувисторы вьщерживают одиночные удары с ускорением 100Q?, имеют напряжение виброшумов в несколько раз меньшее, чем другие лампы. Диапазон температур окружающей среды от -60 до +200 °С. Конструкщ1я нувисторов позволяет полностью автоматизировать процесс производства ламп.

Высокой экономичностью и устойчивостью к внешним механическим воздействиям отличаются стержневые лампы. Использование катода прямого накала позволило резко снизить мощность на нагрев катода. Управление током, экранирование поля анода и подавление динатронного эффекта в таких лампах осуществляются электродами в виде стержней, вьшолняющих роль соответствующих сеток обычных ламп. Поперечное сечение стержневого пентода приведено на рис. 10.3. Там же показаны эквипотенциальные линии электрического поля.

Рис. 10.4. Планарный вариант вакуумной интегральной схемы: / - подложка; 2 - катод; 3 - сетка; 4 - анод

Рис. 10.5. Объемный вариант вакуумной интегральной схемы на двух подложках:

/ - анод; 2 - подложка; 3 - подогреватель; 4 - катоды; 5 - сетки

Управление катодным током с помощью стержней 5 основано не только на изменении глубины минимума потешщала у поверхности катода, но и на изменении рабочей поверхности катода, электроны с которой составляют катодный ток. Поэтому выражение, описывающее зависимость катодного тока от действующего напряжения в стержневых лампах, отличается от закона степени трех вторых. Электростатическая линза, образующаяся в прикатодной области при отрицательном напряжении управляющих стержней 5, фокусирует электронный поток, что приводит к возрастанию коэффициента токораспределения, доходящего в режиме прямого перехвата до 0,98. Снижение бесполезного тока экранирующих стержней 4 повышает экономичность лампы. Номинальное напряжение анода и экранирующих стержней сетки стержневых ламп в несколько раз меньше, чем у ламп обычной конструкции. В некоторых типах ламп напряжение на аноде снижено до 6 В. Конструкция стержневых ламп позволяет вьщерживать однократные ударные нагрузки до 60Qg. Лампы имеют малые габаритные размеры и низкий уровень шумов.

Вакуумные интегральные схемы (ВИС). В ряде областей промышленности, науки и тейгаки нужны контрольно-измерительные приборы, работающие в условиях высоких температур. Для построения таких приборов весьма перспективными могут быть ВИС, в которых явление термоэлектронной эмиссии используется в сочетании с тонкопленочной интегральной технологией. Один из вариантов построения ВИС называется планарным. В одной плоскости на общей диэлектрической подложке из сапфира располагаются пленочные электроды (рис. 10.4). Термоэмиссия катода обеспечивдется нагревом всей подложки. Регулировка мощности накала позволяет ВИС работать в широком диапазоне температур. В качестве материала керна катода используется воль-

фрам, сетки и анода - титан. На одной подложке может располагаться большое количество приборов. Недостатком такой конструкции ВИС является низкая экономичность, так как нагревать приходится всю подложку, а также возможность нарушения междуэлектродной изоляции из-за перемещения покрытия катода по подложке.

В другом варианте построения ВИС - объемном эти недостатки в значительной мере устранены. Одна из конструкций объемного варианта ВИС с двумя подложками изображена на рис. 10.5. Нагреву подвергается только активная эмиттирующая зона нижней подложки. Такая структура аналогична триоду, сетка которого смещена в плоскость катода. Малое расстояние между электродами повышает эффективность управления анодным током.

Вакуумные интегральные схемы могут работать при температуре 400-500 °С, поэтому их корпуса должны обеспечивать хорошую герметичность, минимальное газоотделение, малые токи утечки между вьшодами и стойкость к окислению. Материалом корпуса ВИС могут служить стеклокерамика, специальное стекло, ковар, нержавеющая сталь, никель. Проводники вьшодов изготовляются из тугоплавких металлов, например платины. Предполагается, что применение более производительных газопощотителей, чем титан, позволит повысить рабочую температуру ВИС.

10.4. МЕХАНОТРОНЫ

Механотронами назьшаются электронные лампы, имеющие один или несколько подвижных электродов, соединенных с баллоном лампы с помощью упругого элемента: мембраны, сильфона, специального подвеса и т. п. Перемещение электродов приводит к изменению электрических параметров прибора, поэтому механотроны применяют для преобразования механических величин в электрические. Эти лампы используются в качестве датчиков при измерении перемещений, давлений, ускорений и т. п.

В механотронах, предназначенных для измерения перемещений (рис. 10.6, а), внешнее механическое воздействие через штырь 5 передается на анод 2, который смещается относительно катода 7, вызьшая тем самым изменение анодного тока.

В механотронных измерителях давлений (рис. 10.6, б) механический сигнал (давление) воспринимается непосредственно мембраной 4, с которой жестко связан подвижный анод.

Механотроны с внутренним управлением (рис. 10.6, в) не имеют гибких оболочек. Инерционная масса 6 соединяется с подвижным электродом внутри лампы на упругой опоре в виде плоской пружины. Такие механотроны применяются в виброметрах, измерителях угла поворота и т. п.