И. Хабловски - Электроника в вопросах и ответах

Сетка расположена к катоду ближе, чем анод, и благодаря этому она значительно сильнее воздействует на количество электронов, доходящих до анода и образующих анодный ток. Небольшое увеличение сеточного напряжения (от —3 до —2 В) вызывает большой рост анодного тока (от 10 до 20 мА), а небольшое уменьшение напряжения на сетке (от —3 до —4 В) дает заметное снижение анодного тока. Изменение анодного тока вызывает изменение падения напряжения на сопротивлении нагрузки, находящемся в цепи анода. Изменение падения напряжения на этом сопротивлении во много раз больше, чем изменение напряжения на сетке, а это означает, что в триоде имеет место усиление по напряжению.

Триод обеспечивает также большое усиление по току, поскольку управление в цепи сетки осуществляется напряжением (ток сетки в рабочей точке для усилительной схемы пренебрежимо мал).

Их обозначают обычно по тем же принципам, что и на транзисторных схемах, с той лишь разницей, что используются другие буквенные обозначения электродов: анода ( А, а), катода ( К, к) и сетки ( С, с).

Триод может работать в трех основных схемах включения, имеющих свои аналоги в транзисторных схемах (рис. 4.41): схема с общей сеткой (ОС) — аналог схемы ОБ, схема с общим катодом (ОК) — аналог схемы ОЭ, схема с общим анодом (ОА) называется катодным повторителем — аналог схемы ОК эмиттерного повторителя. Наиболее часто используемой типовой схемой является схема ОК.

Рис. 4.41. Основные схемы включения триода:

а— с общей сеткой; б— с общим катодом; в— с общим анодом

Анодный ток триода I азависит от анодного U аи сеточного напряжений U с. Для маломощного триода анодный ток обычно равен 5—15 мА. Анодные напряжения обычно лежат в пределах 100–300 В. Сеточные напряжения находятся в диапазоне —1…—10 В. Напряжение накала составляет от нескольких до 10–20 В, ток накала обычно меньше 0,5 А, мощность накала для маломощных триодов составляет несколько ватт.

Наиболее полно триод характеризуют три параметра: внутреннее сопротивление, крутизна, коэффициент усиления.

Внутреннее сопротивление триода, или анодное сопротивление, выражается формулой

Обычно его приводят в килоомах.

Крутизна характеристики лампы обозначается как S, выражается формулой

и приводится в миллиамперах на вольт.

Коэффициент усиления обозначается через μи выражается как

Коэффициент μявляется безразмерной величиной. Знак минус означает, что для поддержания постоянного значения I априращения ΔU аи ΔU сдолжны быть разного знака. Для трех основных параметров триода существует зависимость μ= R i· S.

Указанные параметры можно определить непосредственно (измерением) либо на основе статических характеристик триода. Их значения зависят от выбора рабочей точки.

Уравнение анодного тока триода можно записать в следующем виде:

I a= (1/ R i)· U a+ S· U c= ( E a/ R a)- ( U a/ R a)

Для типовых маломощных триодов имеем следующие параметры:

R i= 1—50 кОм; S= 2—15 мА/В; μ= 5-100.

Триод является нелинейным активным элементом схемы, параметры которого зависят от условий работы, в основном от постоянных напряжений и токов в схеме, т. е. от рабочей точки и частоты. По сравнению с транзистором триод характеризуется меньшей зависимостью параметров от условий работы, в частности зависимость параметров триода от уровня сигнала является значительно меньшей, чем у транзисторов. Вид эквивалентной схемы зависит от схемы включения триода (ОА, ОК или ОС). Как правило, эквивалентные схемы представляют в виде физических моделей. Эквивалентные схемы для режима малого сигнала используются реже, поскольку физическая модель триода оказывается вполне достаточной как для малых, так и для больших сигналов. Кроме того, образующие эту модель элементы почти не зависят от уровня сигнала. Значения емкостей и индуктивностей, входящих в физическую модель, также почти не зависят от частоты, их реактивное сопротивление является функцией частоты.

По сравнению с биполярным транзистором триод как элемент схемы отличается значительно более высокими входным и выходным сопротивлениями.

Схема ОК является типовой схемой работы триода. В этой схеме сигнал подводится между сеткой и катодом, а нагрузка включается между анодом и катодом (рис. 4.42, а ). В эквивалентной схеме (рис. 4.42, б ) содержатся три междуэлектродные (внутриламповые) емкости С ск, С ак, С са. Их значения зависят от конструкции лампы, формы и размеров отдельных электродов. Обычно они лежат в пределах 2–6 пФ. Емкость С асменьше «видимой» со стороны генератора, т. е. входной емкости (динамической). Она выражается следующей формулой:

C вх= С ск+ С са·(1 + К u)

где К— усиление триода по напряжению в данной схеме. Выходная емкость триода также увеличивается при росте усиления.

Рис. 4.42.Триод в усилительной схеме с ОК ( а) и его физическая модель ( б)

Свойства схемы ОК аналогичны со схемой ОЭ с тем отличием, что численные значения коэффициента усиления и сопротивлений другие. Важным свойством, типичным для триода, является зависимость входной и выходной емкости от усиления по напряжению.