И. Хабловски - Электроника в вопросах и ответах

Типичными статическими характеристиками триода являются: анодная характеристика (рис. 4.43, а ) — зависимость анодного тока от анодного напряжения U апри постоянном значении напряжения U с, т. с. I а= f( U а ) при U c= const ; анодно-сеточная характеристика (рис. 4.43, б ) — зависимость анодного тока от сеточного напряжения при постоянном напряжении U a, т, е. I а= f( U c ) при I а= const ; проходная характеристика — зависимость анодного напряжения от сеточного U cпри постоянном анодном токе, т. е. U а= f (U c ) при I а= const .

Как видно из семейств анодных характеристик, анодный ток быстро возрастает при небольшом увеличении сеточного напряжения. При росте анодного напряжения он также растет, но не столь быстро. Ток не достигает уровня насыщения из-за использования оксидных катодов. Однако это не означает, что ток, протекающий через лампу, может быть произвольно большим. Существуют ограничения максимального тока с точки зрения как срока службы катода, так и максимальной мощности, которая может быть введена в лампу. Максимальные токи указываются в справочниках.

Из сеточной характеристики видно, что при небольших положительных напряжениях на сетке начинает протекать сеточный ток.

Значение этого тока зависит от анодного напряжения. Появление сеточного тока является нежелательным явлением и вызывает искажения выходного сигнала, поэтому рабочую точку лампы, работающей в качестве усилителя, следует выбирать таким образом, чтобы работа происходила без сеточного тока даже при небольших амплитудах входного сигнала [15] Это не относится к резонансным усилителям, которые могут давать малые искажения даже при заходе в область сеточных токов. .

Рис. 4.43. Статические выходные ( а) I а= f(U а)) и передаточные (характеристики ( б) U c = constпри I а= f(U c)

Схему включения триода ОА часто называют катодным повторителем . Входной сигнал подается между сеткой и анодом, а нагрузку включают между катодом и анодом (см. рис. 4.41, в ).

На основе эквивалентной схемы можно показать, что входная емкость относительно мала. Мало также выходное сопротивление ( R вых~= 1/ S), в то же время очень велико входное сопротивление. Усиление по напряжению схемы ОА несколько меньше единицы.

Схему ОА часто применяют в качестве трансформатора сопротивлений благодаря высокому входному сопротивлению этой схемы (около 1 МОм) и малому выходному сопротивлению (около 76 Ом). Коэффициент передачи по напряжению такого «трансформатора» близок к. единице; малые емкости схемы ОА позволяют пропускать широкую полосу частот.

В триодной схеме ОС входной сигнал подводится между сеткой и катодом, а нагрузка включается между анодом и сеткой (см. рис. 4.41, а ).

Можно показать, что выходная емкость схемы ОС относительно мала, а выходное сопротивление велико. Большим достоинством схемы ОС является очень малая емкость между входом и выходом, что особенно ценно при работе с высокочастотным сигналом. Входное сопротивление схемы ОС мало ( R вх~= 1/ S) и равно примерно 200 Ом. Усиление схемы по напряжению ближе к получаемому в схеме ОК, тогда как усиление по току примерно равно единице. Схема ОС находит применение в диапазоне высоких частот.

Рабочую точку триода выбирают так же, как и у транзистора. На семействе статических характеристик I а= f( U а ) строят нагрузочную прямую. Положение рабочей точки выбирают так, чтобы получить соответствующую линейность выходного колебания без захода в область, в которой протекает сеточный ток, и не превысить допустимую мощность потерь на аноде. Это — наибольшая допустимая мощность рассеяния. Она равна произведению тока I аи напряжения на аноде U а, ее значение (около 1 Вт) указано в справочниках. При выборе рабочей точки следует также помнить о том, что нельзя превышать максимальных значений анодного тока напряжения, указанных заводом-изготовителем.

Напряжения смещения подаются на электроды триода проще, чем у транзисторов. Для смещения триода, так же как и транзистора, в общем достаточно одного источника постоянного напряжения (положительного) стой лишь разницей, что напряжение должно быть намного больше, чем напряжение источника питания транзистора (около 200 В). Кроме того, в большинстве случаев нет необходимости в использовании стабилизирующих схем, так как работа триода очень слабо зависит от температуры окружающей среды.

Пример типичной триодной схемы с цепью питания приведен на рис. 4.44, а . На анод подается положительное напряжение, подключаемое через сопротивление нагрузки. Это последовательное питание анода, при котором анодное напряжение уменьшается по сравнению с источником на значение падения напряжения на этом сопротивлении. Иногда анод питают непосредственно от источника. Минуя сопротивление нагрузки, как это показано, например, на рис. 4.44, б .

Рис. 4.44. Последовательная ( а) и параллельная ( б) схема питания анода триода

Сетка триода должна иметь отрицательный потенциал по отношению к катоду, поэтому берут источник небольшого отрицательного напряжения. Однако в большинстве случаев используют автоматическое смещение, не требующее применения дополнительного источника. Для этого в цепь катода триода включают резистор R к, на котором возникает падение напряжения, связанное с протекающим через лампу анодным током. Это падение напряжения имеет такой знак, при котором катод лампы смещается положительно относительно массы. Соединение сетки с массой через резистор R cравнозначно отрицательному смещению сетки относительно катода. На резисторе R cне возникает падения напряжения, если лампа работает без тока сетки. Однако резистор R cнеобходим для работы лампы, поскольку через него замыкается цепь сетка — катод. Сопротивление резистора R cобычно равно 1 МОм. Сопротивление резистора R ксоставляет от нескольких сотен омов до 10–20 кОм. Для того чтобы переменные колебания не создавали на резисторе R кпадения напряжения, его шунтируют конденсатором. В противном случае возникает отрицательная обратная связь (см. гл. 8 ), снижающая коэффициент усиления.