Чтение онлайн

Помимо индуктивной связи, может образоваться и другой вид связи — емкостный. Емкостная связь образуется между соседними проводниками и деталями сеточных и анодных цепей за счет имеющейся между этими цепями паразитной емкости.

Рис. 70. Паразитные связи путем индукции (магнитные поля катушек изображены пунктиром) и через емкость С3 между сеткой и анодом лампы.

Н. — В таком случае надо постараться удалить друг от друга сеточные и анодные цепи, чтобы таким образом уменьшить до минимума образующуюся между ними паразитную емкость.

Л. — К этому и стремятся. Но тем не менее остается еще некая паразитная емкость, от которой раньше не могли никак избавиться и которая в течение долгих лет определяла направление развития приемно-усилительной техники.

Н. — Так что же это за несносная емкость?

Л. — Это очень маленькая емкость, которая образуется внутри лампы между сеточным и анодным электродами (емкость С3 на рис. 70). Обратная связь, возникающая через эту емкость между сеточными и анодными цепями, достаточна для того, чтобы нарушить стабильную работу усилителя высокой частоты, как только число каскадов в нем станет больше одного.

Н. — Я бы считал, что создавшееся положение ужасно, если бы не знал твою привычку нагромождать препятствия для того, чтобы потом их уничтожить легким дуновением. Каков же выход из положения?

Л. — Их три: экранирование, экранирование и еще раз экранирование. Каждая группа катушек помещается в металлические стаканчики — экраны, которые препятствуют распространению магнитного поля и, следовательно, образованию индуктивной связи между катушками. Мы применим экранирование также и внутри лампы (рис. 71), чтобы свести к нулю емкость между сеткой и анодом.

Рис. 71. Устранение паразитной связи путем экранирования катушек и введения экранирующей сетки.

Н. — Подожди-ка. Если поместить экран между сеткой и анодом, он загородит проход электронам и анодный ток прекратится.

Л. — Это неверно. Экран внутри лампы имеет большое число отверстий, через которые и будут проходить электроны, тем более что на экран подается положительное напряжение, равное приблизительно половине анодного напряжения. При этом экран ускорит движение электронов к аноду, добавляя свое действие притяжения к притяжению анода. Очень часто этот экран изготавливается в виде проволочной спиральки и называется экранирующей сеткой, а сама лампа называется лампой с экранирующей сеткой или сокращенно экранированной лампой. Учитывая, что она имеет четыре электрода, ее называют также тетродом (тетра по-гречески значит четыре).

Н. — Я очень доволен, узнав, наконец, о существовании лампы с количеством электродов, превышающим три. Вот это действительно современная лампа!

Л. — Не совсем так, она имеет в действительности недостаток, для устранения которого пришлось ввести в нее еще один электрод. Чтобы понять, для чего это пришлось сделать, проследим еще раз, как работает лампа. Когда на управляющей сетке появляется переменное напряжение, ток в анодной цепи начинает изменяться. Изменение тока вызывает на включенном в анодной цепи сопротивлении падение напряжения, которое изменяется пропорционально величине тока. Это приводит к тому, что и анодное напряжение, существующее между анодом и катодом, также не остается постоянным, а становится тем меньше, чем больше падение напряжения на сопротивлении в анодной цепи…

Н. — Подожди, мне будет понятнее, если ты приведешь числовой пример.

Л. — Пожалуйста. Допустим, что источник высокого напряжения дает 200 в. Это напряжение приложено между катодом и сопротивлением в анодной цепи (при этом маленькой величиной падения напряжения на сопротивлении смещения пренебрежем).

Пусть для простоты расчетов анодное сопротивление имеет 100 000 ом, а анодный ток в состоянии покоя составляет 0,6 ма. В этих условиях падение напряжения на сопротивлении будет равно 60 в, а следовательно, между анодом и катодом будет уже не 200, а только 140 в. Условимся также, что напряжение на экранирующей сетке будет равно 100 в. Если теперь к управляющей сетке будет приложено такое переменное напряжение, при котором анодный ток будет изменяться от 0,1 до 1,1 ма, то падение напряжения на сопротивлении будет изменяться от 10 до 110 в. При этом фактическое напряжение на аноде по отношению к катоду будет в свою очередь изменяться от 90 до 190 в.

Из этого примера видно, что напряжение на аноде в некоторые моменты может быть ниже, чем напряжение на экранирующей сетке…

Я вижу, что это не производит на тебя никакого впечатления…

Н. — Действительно нет. Но почему все это должно меня беспокоить?

Л. — Из-за своего невежества ты спокойно идешь по краю пропасти. Подумай хорошенько о тех явлениях, которые при этом будут происходить, и ты поймешь, какая неприятность подстерегает нас.

Испускаемые катодом электроны после управляющей сетки на пути к аноду попадают в сферу действия экранирующей сетки. Благодаря высокому положительному напряжению экранирующая сетка сообщает электронам дополнительную скорость, в результате чего последние пролетают через нее с огромной скоростью и, как снаряды, ударяются о поверхность анода. При этом каждый электрон выбивает из материала анода один или несколько электронов подобно тому, как образуется поток брызг при падении пловца в воду.

Эти электроны ведут себя, как и полагается всем электронам, т.е. они притягиваются к наиболее положительному электроду. Нормально таким электродом бывает анод, и выбитые электроны возвращаются в свое жилище, т.е. на анод, ничем не нарушая работы лампы. Но когда более положительной, хотя бы на короткие промежутки времени, станет экранирующая сетка, выбитые из анода электроны устремятся именно к ней.

Н. — Потрясающе!.. Значит, появится ток, который пойдет от анода к экранирующей сетке, а анод в этом случае будет служить вторичным катодом по отношению к экранирующей сетке.

Л. — Безусловно. Это явление называется вторичной эмиссией. И так как ток от анода к экранирующей сетке идет навстречу анодному току, последний уменьшается и искажается.

Н. — Вот мы и снова перед препятствием. Прошу тебя, дунь опять.