Что такое триод? Устройство и принцип действия триода. Усилители на триодах

При рассмотрении двухэлектродной лампы было установлено, что ток в ее анодной цепи зависит от электрического поля вблизи катода и управлять величиной анодного тока можно изменением либо анодного напряжения, либо напряжения (тока) накала катода. Причем для небольших изменений анодного тока необходимо в широких пределах изменять напряжение на аноде или затрачивать больше мощности на накал катода.

Что такое триод?

Трехэлектродная лампа (триод) является прибором, в котором можно управлять током анода с помощью небольших напряжений, подаваемых на управляющую сетку. У современных триодов расстояние между сеткой и катодом равно 30—60 мкм. Так как сетка С (рис. 1,а) расположена к катоду К значительно ближе, чем анод А, ее влияние на ток анода во много раз больше, чем влияние анода. Таким образом, небольшие изменения сеточного напряжения могут сильно изменять сеточный ток.

Для простоты рассуждений воспользуемся плоской конструкцией триода (рис. 1,б). Допустим, при отсутствии тока в лампе потенциал сетки равен —8 В (кривая 1 на рис. 1, в, г). Чтобы повысить потенциал сетки до —5 В, необходимо напряжение на аноде увеличить, например на 100 В (кривая 2). Чтобы еще больше увеличить ток в лампе, нужно потенциал анода увеличить еще, например, на 100 В, т. е. до значения 200 В (кривая 3). Тогда потенциал сетки будет —2 В. И, наоборот, достаточно сообщить потенциал сетке —2 В, чтобы уже при U_а = 100 В получить ток такой же величины, как и в диоде при U_а = 200 В.

В данном случае поле вблизи катода одинаковое, а изменение потенциала сетки на 3 В вызывает такое же изменение анодного тока, как изменение напряжения на аноде на 100 В, т. е. управляющая сетка в данном примере влияет на ток анода в 33 раза сильнее, чем анод. С точки зрения наилучшего усиления потенциал сетки должен быть отрицательным, так как в этом случае почти все электроны, излучаемые катодом, достигают анода, а сеточный ток равен нулю. Сеточные и анодные характеристики выражаются зависимостями анодного тока от напряжений на сетке и на аноде соответственно.

Рис. 1. Трехэлектродная лампа

Параметры триода

Из сеточных и анодных характеристик можно определить три основных параметра триода:

• величина (мА/В)

называемая крутизной лампы, показывает, на сколько миллиампер увеличивается ток лампы при увеличении напряжения на сетке на 1 В;

• внутреннее сопротивление лампы (Ом)

определяется отношением изменения анодного напряжения к изменению анодного тока;

• статический коэффициент усиления

показывает, на сколько вольт нужно увеличить анодное напряжение при изменении сеточного напряжения на ΔU_c = — 1 В, чтобы анодный ток остался неизменным.

Все три параметра лампы связаны уравнением

У современных триодов: S = l,25-6 мА/В; R_i = 1-70 кОм; μ = 2-100.

Усилитель на триоде

Схема простейшего усилителя на триоде и его характеристики представлены на рис. 2, а, б. Для уменьшения влияния сеточного тока от батареи подается постоянное смещение Е_с.

Рис. 2. Усилитель на триоде

Обычно напряжение анодного питания 200—300 В. Сопротивление анодной нагрузки выбирают из соотношения

Сопротивление Rc утечки сетки, обычно равное 0,5—1 мОм, служит для того, чтобы электроны, попавшие на сетку, стекали на катод.

При подведении положительного сигнала U_вх на сетку сеточное напряжение возрастает, отрицательное поле сетки уменьшается, а число электронов, попадающих на анод, и анодный ток увеличиваются. При правильном выборе анодной нагрузки R_a выходное напряжение U_вых = ΔI_аR_а значительно больше входного. Величина

называется коэффициентом усиления напряжения. В триодах он достигает 100. Для увеличения коэффициента усиления применяют несколько ступеней (каскадов) усиления, т. е. выходной сигнал схемы рис. 2 подают на вход второго усилителя и т. д.

Трехэлектродные лампы применяют для усиления тока, мощности, напряжения и для генерирования электрических колебаний в различных схемах автоматики. Маркируют триоды буквой С, двойные триоды — буквой Н (например, 6С19П, 6Н7 и т. д.). Триодам присущи недостатки, которые устранены в четырехэлектродных лампах (тетродах) и пятиэлектродных (пентодах).