Coolelectrics.ru

Для объяснения усилительных свойств электронной лампы принято пользоваться сравнением с реле — устройством, которое приводится в действие при затрате малой мощности, а само управляет цепями, в которых действует много большая мощность.

Однако сравнение лампы с реле неудачно, так как работу лампы нельзя свести к действиям простого реле, включающего и выключающего цепь, и — что главное— оно никак не способствует пониманию смысла и значения ламповых параметров.

Значительно понятнее и гораздо ближе к действительности сравнение электронной лампы с переменным сопротивлением. Электрическая цепь усилительного каскада состоит из источника тока, лампы и нагрузочного сопротивления (источник питания накала лампы, как не имеющий принципиального значения, можно не принимать во внимание). Величина тока, который устанавливается в этой цепи, зависит от напряжения источника тока, сопротивления нагрузки и сопротивления лампы.

Это сопротивление лампы, как уже было показано,—особенное. Его физический смысл не тот же, что у проводниковых или полупроводниковых сопротивлений. Сопротивление лампы определяется рядом условий, от которых зависит величина тока, текущего через лампу при данном подведенном к ней напряжении. Кроме того, сопротивление это — переменное. Его величина в рабочих условиях зависит от потенциала управляющей сетки. Увеличился отрицательный потенциал сетки — увеличилось и сопротивление лампы. Текущий через нее ток в соответствии с этим уменьшился. Если отрицательный потенциал сетки стал меньше или сделался положительным, то вместе с этим уменьшится и сопротивление лампы, вследствие чего текущий через нее ток увеличится.

Переменное сопротивление — лампа обладает двумя замечательными свойствами. Во-первых, на изменение потенциала ее сетки в большинстве случаев не нужно затрачивать мощность. Присоединенный к сетке лампы источник переменного напряжения создает в цепи сетки только токи ее заряда и разряда. Эти токи микроскопически малы, и с ними можно не считаться. Во-вторых, изменения сопротивления лампы на всех частотах, кроме разве сверхвысоких, мгновенно следуют за изменениями потенциала ее сетки. Лампа представляет собой переменное сопротивление, изменение величины которого происходит мгновенно и без затраты мощности. Управляющая сетка лампы действует как движок переменного сопротивления.

Обратимся к простейшей схеме усилительного каскада. Лампа, сопротивление нагрузки и источник анодного напряжения соединены последовательно. Напряжение источника распределится в цепи согласно закону Ома пропорционально сопротивлениям ее отдельных участков. Часть напряжения будет падать на сопротивлении нагрузки, часть — на сопротивлении лампы. При изменении потенциала сетки сопротивление лампы изменится и в цепи произойдет соответственное перераспределение напряжений. Если, например, потенциал сетки вместо отрицательного стал положительным, то сопротивление лампы станет меньше. В соответствии с этим падение напряжения на анодной нагрузке возрастет, а на сопротивлении лампы уменьшится. Но сумма этих падений напряжения в каждый момент остается равной напряжению анодной батареи или выпрямителя.

При подаче на сетку лампы переменного напряжения, изменяющегося по любому закону, например по закону синусоиды, будет происходить точно такое же изменение сопротивления лампы, а следовательно, и падения напряжения на нем. В силу этого в точности по этому же закону будет меняться падение напряжения и на сопротивлении анодной нагрузки. Изменяющееся напряжение на аноде будет, как в зеркале, отражать все изменения напряжения на сетке лампы. Именно, как в зеркале: когда падение напряжения на лампе увеличивается, падение напряжения на сопротивлении анодной нагрузки настолько же уменьшается, и наоборот.
Усилительное действие лампы зависит от того, насколько сильно изменяется ее сопротивление при повышении или понижении потенциала сетки на какую-нибудь определенную величину, т. е. насколько сильно выражено управляющее действие ее сетки. Чем сильнее будут изменения величины сопротивления лампы при изменении потенциала сетки, тем значительнее будут изменения напряжения на нагрузке, т. е. тем больше будет усиливать схема.

Чем определяется величина изменения сопротивления лампы? Совершенно очевидно, что она определяется тем, насколько увеличивается или уменьшается ток, текущий через лампу, при изменении потенциала сетки на 1 вольт. Этот параметр лампы носит название крутизны характеристики или просто крутизны (S). Чем больше крутизна лампы, тем сильнее изменяется ее сопротивление под воздействием потенциала сетки и тем большее усиление она может дать. Именно поэтому крутизна является важнейшим параметром лампы.

Таким образом, очень удобно рассматривать усилительную электронную лампу как переменное сопротивление. Чем больше изменяется сопротивление лампы при изменении потенциала сетки, тем выше усилительные способности лампы. Усилительные способности лампы характеризуются главным образом ее крутизной.