Многоэлектродные лампы

 

 

 

 

Многоэлектродные лампы — это  электронные лампы с общим  электронным потоком, содержащие анод, катод и сетки.

К многоэлектродным лампам относятся  тетроды, в том числе и лучевые, пентоды, частотопреобразовательные  лампы и лампы специального назначения.

В связи с развитием полупроводниковой техники и микроэлектроники частотопреобразовательные лампы, использовавшиеся в смесителях радиоприемников и преобразователях частоты, в настоящее время применяют редко из-за высокого уровня шума, малой чувствительности, больших веса, габаритов и потребления мощности и т.

Эффективным средством устранения этих недостатков триода является введение в лампу экранирующей сетки, которая  размещается между анодом и управляющей  сеткой.

Одновременно ослабляется воздействие  поля анода на потенциальный барьер вблизи катода лампы, что приводит к увеличению коэффициента усиления лампы.

Для уменьшения ССА и проницаемости D2 экранирующая сетка выполняется  с малым шагом, но должна быть достаточно прозрачной для электронов, движущихся к аноду лампы.

Четырехэлектродная усилительная лампа с экранирующей сеткой —  тетрод имеет существенный недостаток, связанный с наличием динатронного эффекта.

Эта задача решается различными методами, на основе которых были созданы другие типы многоэлектродных ламп — лучевой тетрод и пентод.

Фокусировка потока в вертикальной плоскости достигается с помощью  лучеобразующих электродов или экранов, соединенных внутри лампы с катодом  и имеющих нулевой потенциал.

Распределение потенциала в пространстве катод — анод для многоэлектродной лампы с тремя сетками — пентода приведено на рис.

Следует заметить, что снижение потенциала в пространстве А—С2 многоэлектродных ламп приводит также к появлению  тормозящего поля для электронов с катода, которые вынуждены преодолевать потенциальный барьер.

Следовательно, напряжение запирания  лампы, вычисляемое при условии?

Токи анода и сеток в лампе  являются функциями четырех напряжений U&, UQ, Uci, Uca Поэтому семейство характеристик  пентода представляет собой зависимость  одного тока от какого-либо из упомянутых напряжений при постоянных остальных, причем одно из них выбрано в качестве параметра семейства.

 

Тетрод —электронная лампа с сеточным управлением, имеющая четыре электрода: катод, анод и две сетки. Первая сетка (ближайшая к катоду), как правило, управляющая; вторая - экранирующая (для эффективного экранирования анода она делается более «густой», чем управляющая). Т. предложен в 1919 нем. учёным В. Шоттки и является, по сути, усовершенствованным триодом. Благодаря наличию экранирующей сетки Т. по сравнению с триодом имеет меньшую (в неск. раз) проходную ёмкость (что существенно при работе на высоких частотах) и более высокий (в неск. тыс. раз) коэф. усиления без уменьшения анодного тока и сдвига рабочего участка анодно-сеточной характеристики в сторону больших сеточных напряжений при заданном анодном напряжении.

Серийно выпускается с 30-х гг. 20 в. Предназначен для работы в радиоприёмниках  и радиопередающих устройствах  в качестве приёмно-усилительной лампы  и генераторной лампы на частотах до неск. десятков МГц. Из-за динатронного эффекта приёмно-усилит. Т. не получили широкого распространения и были заменены лучевыми тетродами и пентодами. Генераторные Т. применяются (кон. 80-х гг.) в разл. электронной радиоаппаратуре; они работают обычно при напряжениях на аноде, значительно больших, чем на экранирующей сетке, поэтому в таких Т. динатронный эффект проявляется незначительно.

Пентод — электронная лампа, содержащая пять электродов: катод, анод и три сетки: управляющую сетку, на которую подаётся усиливаемый сигнал, вторую (экранирующую) сетку, на которую подается положительное по отношению к катоду напряжение, примерно равное напряжению анода, и третью (антидинатронную) сетку, соединяемую с катодом. Благодаря наличию второй и третьей сеток, проходная ёмкость лампы, мешающая получить большой коэффициент усиления и ограничивающая диапазон усиливаемых частот, существенно уменьшается. Остальные электроды выполняют ту же роль, что и в триоде.

Преимущества пентода, по сравнению c триодом:

• существенно более высокая граница рабочих частот в усилителе высоких частот
• более высокий КПД в режиме усиления мощности

Недостатки пентода

• необходимость питания экранирующей сетки требует, как минимум, двух дополнительных пассивных компонентов (сглаживающая RC-цепь)
• высокое выходное сопротивление ограничивает выбор допустимых нагрузок
• в спектре нелинейных искажений (в том числе в однотактном включении) преобладает третья гармоника, нежелательная при воспроизведении звука

 

Обозначение пентода на схемах

Исторические  области применения пентодов

Пентоды появились в  начале-середине 1930-х годов как  результат усовершенствования тетродов. Эти лампы применялись:

• Мощные низкочастотные пентоды (6П14П), наравне с лучевыми тетродами — в выходных каскадах усилителей низкой частоты
• Видеоусилительные пентоды (6П15П, 6П9) — в оконечных каскадах усиления видеочастот, в усилителях развёртки осциллографических приборов и «экономичных» ламповых телевизоров
• Специализированные «строчные» мощные низкочастотные пентоды — в качестве выходного каскада строчной развёртки телевизоров
• Все вышеописанные типы мощных приемоусилительных ламп также применялись в выходных каскадах измерительных генераторов низкой и высокой частоты, в генераторах стирания и подмагничивания магнитофонов, а также в качестве проходных ламп ламповых стабилизаторов напряжения.
• Электрометрические пентоды (ЭМ6) — в особо чувствительных измерительных приборах (микровольтметры, гальванометры)
• Малошумящие низкочастотные пентоды — во входных каскадах высокочувствительных усилителей (6Ж1П, 6Ж9П — измерительные, 6Ж32П — микрофонные и т. д.), в первых каскадах петлевого усиления ламповых стабилизаторов напряжения
• Для усилителей высокой и промежуточной частоты в радиоприёмниках. Пентоды позволили расширить диапазон частот до метровых и дециметровых волн, а также создать широкополосные усилители для телевидения, радиолокации. Пример: 2Ж27Л — применялась в УВЧ, УПЧ, гетеродинах радиоприёмника Р-311, 6Ж4, 6Ж1П — применялась в усилителях ПЧ радиоприёмников и телевизоров, 6К4П, 6К7 — пентоды с удлиненной характеристикой (варимю), применялись в УПЧ радиоприёмников;
• для преобразователей частоты в радиоприёмниках и телевизорах. Пример: лампа 6Ф1П — содержит триод для построения гетеродина, пентод для преобразовательного каскада. Применялась в селекторе каналов ПТК-12 телевизоров
• Генераторные и модулирующие лампы — в радиопередатчиках

Современное гражданское применение пентодов

• Выходные каскады гитарных усилителей
• Выходные каскады двухтактных усилителей низкой частоты (в том числе в триодном включении). Существенно реже пентоды встречаются в предоконечных трансформаторных каскадах УНЧ и во входных каскадах УНЧ.
• Входные каскады микрофонных усилителей (6Ж32П) и усилителей-корректоров (6Ж4)

Гексо́д— электронная лампа с шестью электродами: катод, анод и четыре сетки.

Появление в лампе четвертой  сетки было вызвано тем, что у  пентодов с отдельным выводом  третьей антидинатронной сетки  — в случае использования его в качестве лампы с двойным управлением эта третья сетка перестала выполнять свою основную функцию — препятствовать возникновению тока вторичных электронов. Поэтому в новых шести электродных лампах, названных гексодами, третья от катода сетка использовалась для двойного управления анодным током, а дополнительная четвертая, ближайшая к аноду, стала антидинатронной. Никаких других дополнительных преимуществ введение четвертой сетки не давало, а электрические характеристики гексодов мало отличались от характеристик пентодов .А поскольку в те годы, когда появились гексоды, схемы с двойным управлением лампой в радиоприемной и передающей аппаратуре имели очень ограниченное применение, то и спрос на гексоды оказался незначительным. В результате за все годы развития и совершенствования ламповой техники во всем мире было разработано и выпущено всего несколько типов «чистых» (то есть не комбинированных) ламп с четырьмя сетками — гексодов. Довоенная немецкая лампа гексод типа АН-1 — четырехвольтовой подогревной серии с крутизной ''S'' = 1,8 мА/В, ''Ri'' = 2 мОм и проходной емкостью 0,06 пФ. Все четыре сетки этого гексода имеют самостоятельные независимые выводы. Среди комбинированных ламп западноевропейского производства упоминается всего один тип триод-гексода: это немецкая пальчиковая девятиштырьковая лампа типа ЕСН-80 — полный аналог лампы 6И2П..

 

Список использованной литературы

1. Царев Б.М. "Расчет и конструирование электронных ламп" М.-Л.: 1961.

2. Левитин Е.А “Электронные лампы” 1954.