Вольт амперная характеристика вакуумного диода: Вакуумный диод-вольт амперная характеристика, устройство диода

Содержание

Вакуумный диод-вольт амперная характеристика, устройство диода

Вакуумом называется настолько разреженное скопление газа, которое практически исключает соударение молекул, что сводит электропроводность вакуума к минимуму.

Вакуумный диод — это металлокерамический или диодный баллон, во внутренней полости которого отсутствует воздух. Как результат, показания по давлению внутри таких баллонов составляет 10 ^-6— 10 ^-7миллиметров ртутного столба.

Структура диода вакуумного типа

Во внутренней вакуумной полости баллона размещается пара электродов:

Катодный электрод.

Изготавливаемый из металлов, вертикально расположенный элемент цилиндрической формы. На поверхности сформировано напыление из металлических оксидов (используются металлы земельно-щелочной группы) поэтому катод называется оксидным. Катоды данного типа отличаются тем, что в момент повышения температуры электроны отделяются от них гораздо активнее, чем от стандартных катодов металлического типа. По катоду проводится изолированный проводниковый элемент, который нагревается посредством тока переменной или постоянной частоты. Отделяющиеся от элемента отрицательно заряженные частицы находятся в потоке и притягиваются в сторону анодного электрода.

Катоды диодов вакуумного типа выполняются преимущественно по подобию W и V литер. Это позволяет увеличить размер устройства по длине.

Анодный электрод.

Округлый или элиптоидный цилиндрический элемент. Расположен на одной горизонтали с катодом.

Аноды выполняются по форме кубообразные элементы с отсутствующими боковыми гранями. Если рассматривать его в разрезе, то можно увидеть закруглённый на углах четырёхугольник. Видимая конструкция обусловлена тем, что промежуток катод-анод по всем векторам направлений должен быть одинаковым. По этой причине и катоды, и аноды контуром похожи на эллипс.

Для уменьшения нагреваемости анода, в его конструкцию обычно включаются специальные теплоотводные «ребра».

Закрепление катодов и анодов осуществляется посредством особых держателей.

Электровакуумный диод

Помимо вакуумных полупроводников были созданы также электровакуумные диоды.

Под этим названием подразумевается двухэлектродная вакуумная электронная лампа. Конструкция этого устройства сходна с диодом вакуумного типа. На деле они практически не отличаются. Единственный несовпадающий момент заключается в том, что в электровакуумном диоде роль катодного электрода исполняет w-подобная, либо ровная нить.

В процессе функционирования диода температурный уровень нити должен подниматься, пока не достигнет определённого градуса. В этот момент запускается процесс термоэлектронной эмиссии. Когда аноды электроды получают напряжение со знаком «минус», происходит перенаправление электронов в обратную сторону, к катоду. В момент, когда на анод начинает поставляться напряжение со знаком «плюс», отсоединившиеся электроны вновь движутся к анодному электроду. Это провоцирует возникновение тока.

Сферы применения

Вакуумные и аналогичного типа диоды применяются в качестве выравнивателей частоты приложеного напряжения. Данное свойство качество является базовым для вакуумных выпрямителей. Они применяются как фиксаторы высокочастотных волн и выпрямители электронных потоков переменного характера.

Диоды электровакуумного типа обладают односторонней электропроводностью. Причина этому в том, что электроны могут двигаться лишь по направлению катод-анод. Это позволяет эксплуатировать вакуумный диод в роли инвертера.

Применение вакуумных диодов позволяет питать радиотехнику от сети с переменным током.

Параметры вакуумного диода определяют качество и назначение механизма, в котором он установлен.

Однако вакуумные диоды имеют ограничения по рабочей частоте напряжения: 500 МГц.

Принцип работы

Диоды вакуумного типа работают следующим образом:

Катод разогревается, начинается отделение отрицательно заряженных частиц.
Развивается процесс термоэлектронной эмиссии.
Уже свободные частицы блокируют отделение других частиц, происходит образование электронного облака.
Электроны с самой низкой скоростью перемещения притягиваются обратно к катоду.
При строго фиксированной температуре происходит стабилизация электронного облака. То есть количество отлетающих электронов совпадает с количеством оседающих

При возникновении нулевого напряжения (короткого замыкания) частицы движутся к в сторону анодного электрода. Это происходит за счёт преодоления быстрыми электронами потенциальной ямы. Ток отсекается, если пустить по аноду напряжение со знаком «минус» на 1В или даже менее того.

Если подать положительное напряжение, то произойдёт формирование ускоряющего поля, увеличивающего анодный ток. На уровне близком к предельной катодной эмиссии рост тока снижает скорость и стабилизируется. Это называется эффектом «насыщения».

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Вольт-амперная характеристика диодов вакуумного типа состоит из трёх участков:

Начальный, нелинейный.

Характеризуется медленным возрастанием тока и повышением уровня напряжения на анодном электроде, что рассматривается как следствие оказываемого электронным облаком (с отрицательным зарядом) сопротивления. Уровень тока на аноде весьма низок, но он увеличивается по экспоненте вместе с напряжением. Это происходит благодаря неоднородности скоростей движущихся электронов. Чтобы прекратить анодный ток потребуется отрицательное, запирающее напряжение на аноде.

Закон степени 3/2-х. Второй участок.

Проявляется взаимозависимость тока и напряжения на аноде в соответствии с законом степени 3/2-х, где одна из переменных находится в зависимости от роста катодной температуры.

Последний, насыщение.

Если уровень напряжения продолжает увеличиваться, то происходит замедление, а затем и прекращение роста тока, поскольку все электроны приникают к аноду, эмиссионный потенциал катода израсходован.Ток, который при этом устанавливается на аноде, называется током насыщения.

Основные характеристики вакуумного диода

Охарактеризовать вакуумный диод можно по следующим параметрам:

Крутизне ВАХ;
Дифференциальному сопротивлению;
Максимально допустимому обратному напряжению;
Запирающему напряжению;
Максимально допустимой рассеиваемой мощности;

Вычисление крутизны и внутреннего сопротивления осуществляется через анодное напряжение и уровень температуры на катоде.

Похожее

Почему вакуумный диод обладает односторонней проводимостью? Вольт амперная характеристика диода | Электронщик

Вакуумный диод — это металлокерамический или диодный баллон, во внутренней полости которого отсутствует воздух. Как результат, показания по давлению внутри таких баллонов составляет 10 -6 — 10 -7 миллиметров ртутного столба.

Структура диода вакуумного типа

Во внутренней вакуумной полости баллона размещается пара электродов:

Катодный электрод.

Анодный электрод.

Округлый или элиптоидный цилиндрический элемент. Расположен на одной горизонтали с катодом.

Закрепление катодов и анодов осуществляется посредством особых держателей.

Электровакуумный диод

Помимо вакуумных полупроводников были созданы также электровакуумные диоды.

Сферы применения

Применение вакуумных диодов позволяет питать радиотехнику от сети с переменным током.

Параметры вакуумного диода определяют качество и назначение механизма, в котором он установлен.

Однако вакуумные диоды имеют ограничения по рабочей частоте напряжения: 500 МГц.

Принцип работы

Диоды вакуумного типа работают следующим образом:

Катод разогревается, начинается отделение отрицательно заряженных частиц.
Развивается процесс термоэлектронной эмиссии.
Уже свободные частицы блокируют отделение других частиц, происходит образование электронного облака.
Электроны с самой низкой скоростью перемещения притягиваются обратно к катоду.
При строго фиксированной температуре происходит стабилизация электронного облака. То есть количество отлетающих электронов совпадает с количеством оседающих

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Вольт-амперная характеристика диодов вакуумного типа состоит из трёх участков:

Начальный, нелинейный.

Закон степени 3/2-х. Второй участок.

Последний, насыщение.

Основные характеристики вакуумного диода

Охарактеризовать вакуумный диод можно по следующим параметрам:

Крутизне ВАХ;
Дифференциальному сопротивлению;
Максимально допустимому обратному напряжению;
Запирающему напряжению;
Максимально допустимой рассеиваемой мощности;

Предупреждение о возможной опасности при использовании электроприборов. Помните, что некоторые действия при отсутствии специального образования могут быть связаны с риском.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Делитесь информацией в соцсетях, ставьте лайки, если вам понравилось — это поможет развитию канала

Построение вольтамперной характеристики диода и измерения его параметров

Лабораторная работа №1

Вольт-амперная характеристика и параметры вакуумного диода

Цель работы: Получить навыки построения вольтамперной характеристики диода и измерения его параметров.

1. Теоретическая часть

1.1. Эмиссия электронов с поверхности катода электровакуумной лампы

Разогретый катод обеспечивает возможность эмиссии электронов со своей поверхности в вакуумное пространство. Если на анод диода подать положительное напряжение по отношению к катоду, то под действием сил электрического поля электроны, эмитируемые катодом, будут перемещаться по направлению к аноду. Однако благодаря своему отрицательному заряду электроны, находящиеся в пространстве между катодом и анодом, создают поле, препятствующее движению электронов к аноду. На рис.1 показаны графики распределения потенциала и градиента потенциала для диода с плоскими параллельными электродами.

Рис. 1. Распределение потенциала U и градиента потенциала для диода с плоскими параллельными электродами, когда ток диода ограничен пространственным зарядом

Для заданного напряжения анод — катод пространственный ток между катодом и анодом увеличивается только до тех пор, пока тормозящее поле не превышает ускоряющее поле анода. Ток анода определяется как температурой катода, так и напряжением анода (рис. 2, 3).

Рис. 2. Зависимость анодного тока лампового диода от напряжения на аноде при различных значениях температуры (Т) катода

Рис. 3. Зависимость анодного тока диода от температуры катода при различных значениях напряжения на аноде Е

Максимальная мощность, которая может быть рассеяна анодом лампы, определяется скоростью отвода тепла от анода и максимально допустимой температурой анода. Максимальная температура анода ограничивается тремя факторами: количеством газа, выделяющегося из материала анода при высоких температурах, допустимой максимальной температурой стеклянного баллона и температурой плавления материала анода. Анод отдает тепло излучением и теплоотводом по крепящим анод деталям.

1.2. Характеристика вакуумного диода

Свойства вакуумного диода полностью характеризуются графиком зависимости анодного тока от напряжения на аноде. Этот график называется вольт-амперной характеристикой диода. На рис. 4 изображена вольт-амперная характеристика (ВАХ) диода, используемого в качестве детектора сигнала и выпрямителя напряжения.

Рис. 4. Вольт-амперная характеристика типового диода

Различают статические и рабочие характеристики диодов. Наиболее просто снять статические характеристики лампы в режиме постоянного тока. Под рабочей характеристикой диода понимают зависимость анодного тока

I_а от напряжения источника питания в анодной цепи Е_aпри наличии в ней сопротивления нагрузки R_а(рис. 5). Так как U_aи Е_ав рабочем режиме друг другу не равны, то рабочая характеристика должна отличаться от статической. Построение рабочей характеристики осуществляют экспериментально, либо путём графического построения, если известна статическая характеристика и величина сопротивления нагрузки.

Рис. 5. Вакуумный диод с нагрузкой в анодной цепи

Рис. 6. Статическая и рабочая характеристики диода

1.3. Параметры диода

Для того чтобы иметь возможность сравнивать свойства различных ламп между собой и характеризовать лампу как элемент электрической схемы, пользуются величинами, называемыми параметрами лампы. В зависимости от того, какие свойства лампы нужно охарактеризовать, различают электрические параметры, параметры механического, климатического, теплового режимов и т. д. Электрические параметры в свою очередь можно подразделить на параметры, характеризующие:

— условия токопрохождения через лампу, например, крутизну характеристики,

— рекомендуемый режим работы лампы в схеме, например, напряжение накала, анодное напряжение,

— предельно допустимый электрический режим, например, предельно допустимую мощность, рассеиваемую анодом и т. п.

Основными параметрами лампы являются параметры, характеризующие условия токопрохождения. Для характеристики этих условий используются величины, представляющие собой отношение изменений токов в цепях электродов к изменениям потенциалов электродов. При этом могут сопоставляться изменения тока и потенциала как одного и того же, так и разных электродов.

Кроме этих основных величин в случае ламп с сетками в качестве параметров широко используются еще величины, сравнивающие действие изменения потенциале двух каких-либо электродов на значение тока в цепи того или иного электрода. У ламп, где имеется только два электрода параметры этого вида отсутствуют. Следует обратить внимание на то, что параметры, характеризующие условия токопрохождения через лампу, в отличие от параметров других видов являются величинами дифференциальными и поэтому обычно называются дифференциальными параметрами ламп.

К основным электрическим параметрам вакуумного диода относятся:статическое внутреннее сопротивление, динамическое внутреннее сопротивление, крутизна характеристики диода.

Анодное напряжение U_а— это напряжение между анодом и катодом.

Анодный ток I_а— это ток, протекающий в цепи анода.

Напряжение накала U_н – лежит в пределах нескольких вольт, а для наиболее распространенных вакуумных диодов равен 6,3 В.

Допустимая мощность рассеяния на аноде Р_а_доп выделяется при бомбардировке его электронами и при разогревании анода до некоторой допустимой температуры. Превышение Р_а_доп может привести к расплавлению анода. Для современных анодов Р_а_доп колеблется в пределах от долей ватт до десятков ватт.

Максимальный анодный ток I_a_{_maxограничен током эмиссии катода, а также перегревом катода
и анода. Значения I_a_{_maxобычно лежат в пределах от 0,01 до 1 А.}}

Максимальное обратное напряжение U _обр_max_{— это
такое максимальное анодное напряжение обратной полярности, при котором еще не
наступает пробой промежутка между анодом и катодом. Оно зависит от
электрической прочности диода и лежит в пределах от десятков вольт до десятков
киловольт.}

Статическое внутреннее сопротивление диода R_i определяется как

[Ом] , (1.1)

где U_a – напряжение на аноде, В; I_а – анодный ток, A.

Динамическое внутреннее сопротивление диода r_i определяется как величина, обратная крутизне вольт-амперной характеристики в любой точке, или отношение приращения анодного напряжения к приращению анодного тока на рабочем участке характеристики

[Ом] при Т = const, (1.2)

где Т – температура катода.

Для выпрямительных ламп (кенотронов) его значения достигают порядка нескольких сотен Ом.

Крутизна характеристики диода. Крутизна характеристики Sопределяется, используя рис. 4 и в соответствие с выражением (1.2), как

. (1.3)

1.4. Построение нагрузочной прямой вакуумного диода

В реальных электрических схемах кроме диода имеется активная и реактивная нагрузка. Пример упрощенной электрической схемы включения вакуумного диода с активной нагрузкой в цепи анода представлена на рис. 5.

Уравнение, выражающее зависимость между напряжением и током представлено ниже:

, (1.4)

где U_a — падение напряжения на диоде; I_a×R_a— падения напряжения на сопротивлении R_а ; E_а— напряжение источника питания.

Значения U_aи I_а можно определить, если написать уравнение вольт-амперной характеристики и одновременно решить совместно уравнения (1.1) и (1.4).

Однако графическое решение этих двух уравнений проще. На рис. 7 изображена зависимость анодного тока от напряжения на аноде диода. Это график уравнения вольт-амперной характеристики диода.

Рис.7. Построение нагрузочной прямой на характеристике диода

Каковы принцип действия и свойства вакуумного диода?

Deprecated: Non-static method Date_TimeZone::getDefault() should not be called statically, assuming $this from incompatible context in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/pear/date/Date.php on line 201

Deprecated: Non-static method Date_TimeZone::isValidID() should not be called statically, assuming $this from incompatible context in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/pear/date/Date.php on line 576

Notice: Undefined offset: 1 in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/common/common.class.php on line 343

Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/db/mysql.class.php on line 135

Каковы принцип действия и свойства вакуумного диода?
По теме: Как уже всем давно известно, без электричества сейчас не может обойтись не одно предприятие, поэтому каждому предприятию просто жизненно необходим проект электроснабжения составленный грамотными специалистами.

В вакуумном диоде источником свободных электронов является катод, выполненный из металла (либо окислов металлов) и накаливаемый (косвенно или непосредственно) от внешнего источника напряжения накала (термоэмиссия), которым обычно является источник переменного тока. Свободно выходящие из катода электроны движутся в вакууме к другому электроду лампы, называемому анодом и подключенному к положительному полюсу источника анодного напряжения. Через диод от анода к катоду течет анодный ток. Вблизи катода возникает электронное облако, называемое пространственным зарядом, защищающее катод от бомбардировки ионами, возникающими в неидеальном вакууме лампы. Анодный ток зависит от потенциала на аноде относительно катода. При нулевом и даже небольшом отрицательном анодном напряжении существует небольшой ток за счет собственной скорости электронов, которые попадают на анод несмотря на отсутствие ускоряющего поля. В интервале небольших положительных напряжений анодный ток возрастает при одновременном уменьшении пространственного заряда. При дальнейшем росте анодного напряжения наступает все более сильное выхватывание электронов на облака пространственного заряда вплоть до полной ликвидации. Этого заряда. Дальнейшее увеличение анодного тока при этом ограничивается эмиссионными свойствами катода, и наступает режим насыщения тока. Вольт-амперная характеристика диода имеет нелинейный характер.
Вакуумные диоды обладают некоторой паразитной междуэлектродной емкостью (обычно больше 3 пФ) и относительно высоким сопротивлением в проводящем направлении.

Вакуумные диоды рассчитаны на максимальные обратные напряжения от нескольких вольт до нескольких десятков тысяч вольт при токах в прямом направлении, доходящих до нескольких ампер.
В большинстве случаев вакуумные диоды были заменены полупроводниковыми диодами, особенно в схемах детекторов и выпрямителей малой и средней мощности.

Наша продукция

…

Warning: Unknown: write failed: Disk quota exceeded (122) in Unknown on line 0

Warning: Unknown: Failed to write session data (files). Please verify that the current setting of session.save_path is correct (/opt/alt/php56/var/lib/php/session) in Unknown on line 0

Электровакуумный диод | Основы электроакустики

Электровакуумный диод — вакуумная двухэлектродная электронная лампа. Катод диода нагревается до температур, при которых возникает термоэлектронная эмиссия. При подаче на анод отрицательного относительно катода напряжения все эмитированные катодом электроны возвращаются на катод, при подаче на анод положительного напряжения часть эмитированных электронов устремляется к аноду, формируя его ток. Таким образом, диод выпрямляет приложенное к нему напряжение. Это свойство диода используется для выпрямления переменного тока и детектирования сигналов высокой частоты. Практический частотный диапазон традиционного вакуумного диода ограничен частотами до 500 МГц. Дисковые диоды, интегрированные в волноводы, способны детектировать частоты до 10 ГГц

Диод — двухэлектродный прибор, состоящий из катода и анода. Одна группа диодов предназначена для детектирования, т.е. для выделения напряжения низкой частоты из модулированных высокочастотных колебаний. Они выпускаются с катодами косвенного накала и имеют электроды небольшого размера, рассчитанные на малые анодные токи, малую допустимую мощность потерь на аноде и сравнительно невысокое обратное напряжение. Вторая группа диодов (диоды большой мощности) предназначена для выпрямления переменного напряжения, в основном, тока промышленной частоты.

Электровакуумный диод представляет собой сосуд (баллон), в котором создан высокий вакуум. В баллоне размещены два электрода — катод и анод. Катод прямого накала представляет собой прямую или W-образную нить, разогреваемую током накала. Катод косвенного накала — длинный цилиндр или короб, внутри которых уложена электрически изолированная спираль подогревателя. Как правило, катод вложен внутрь цилиндрического или коробчатого анода, который в силовых диодах может иметь рёбра или «крылышки» для отвода тепла. Выводы катода, анода и подогревателя (в лампах косвенного накала) соединены с внешними выводами (ножками лампы).
Принцип работы При разогреве катода электроны начнут покидать его поверхность за счёт термоэлектронной эмиссии. Покинувшие поверхность электроны будут препятствовать вылету других электронов, в результате вокруг катода образуется своего рода облако электронов. Часть электронов с наименьшими скоростями из облака падает обратно на катод. При заданной температуре катода облако стабилизируется: на катод падает столько же электронов, сколько из него вылетает. Уже при нулевом напряжении анода относительно катода (например, при коротком замыкании анода на катод) в лампе течёт ток электронов из катода в анод: относительно быстрые электроны преодолевают потенциальную яму пространственного заряда и притягиваются к аноду. Отсечка тока наступает только тогда, когда на анод подано запирающее отрицательное напряжение порядка ?1 В и ниже. При подаче на анод положительного напряжения в диоде возникает ускоряющее поле, ток анода возрастает. При достижении током анода значений, близких к пределу эмиссии катода, рост тока замедляется, а затем стабилизируется (насыщается).
Вольт-амперная характеристика (ВАХ) электровакуумного диода имеет 3 характерных участка:

1. Нелинейный участок. На начальном участке ВАХ ток медленно возрастает при увеличении напряжения на аноде, что объясняется противодействием полю анода объёмного отрицательного заряда электронного облака.2}} — универсальная термоэлектронная постоянная Зоммерфельда.
ВАХ анода зависит от напряжения накала — чем больше накал, тем больше крутизна ВАХ и тем больше ток насыщения. Чрезмерное увеличение напряжения накала приводит к уменьшению срока службы лампы.
К основным параметрам электровакуумного диода относятся:

Крутизна ВАХ: S={dI_a \over dU_a} — изменение анодного тока в мА на 1 В изменения напряжения.
Дифференциальное сопротивление: R_i={1 \over S}
Максимально допустимое обратное напряжение. При некотором напряжении, приложенном в обратном направлении (то есть изменена полярность катода и анода), происходит пробой диода — проскакивает искра между катодом и анодом, что сопровождается резким возрастанием силы тока.
Запирающее напряжение — напряжение, необходимое для прекращения тока в диоде.
Максимально допустимая рассеиваемая мощность.
Крутизна и внутреннее сопротивление являются функциями от анодного напряжения и температуры катода.

Если температура катода постоянна, то в пределах участка «трех вторых» крутизна равна первой производной от функции «трех-вторых».

Они выпускаются как с катодами прямого, так и подогревного (косвенного) накала и делятся на два класса: низковольтные и высоковольтные. К маломощным высокочастотным диодам, предназначенным для детектирования высокочастотных колебаний, относятся диоды типа 6Х6С, 6Х2П, 6Х7Б, а также диоды в комбинации с триодами и пентодами: 1Б1П, 1Б2П, 6Б2П, 6Б8С, 6Г2 и 6Г7. К кенотронам, предназначенным для выпрямления напряжения промышленной частоты в выпрямителях радиоаппаратуры, относятся: 5Ц3С, 5Ц4С, 5Ц9С, 6Ц4П и 6Ц5С.

Обозначения диодов

Первый элемент — число, обозначающее (округленно) напряжение накала.
Второй элемент — буква, обозначающая тип лампы: Д — одинарные диоды. Х — двойные диоды. Ц — кенотроны (назависимо от числа анодов).
Третий элемент — число, указывающее порядковый номер типа прибора с одинаковыми остальными элементами обозначения.
Четвертый элемент — буква, указывающая на конструктивное оформление. Лампы в металлическом баллоне этой буквы не имеют. С — стеклянный баллон; П- пальчиковая лампа; Б — миниатюрная лампа диаметром 6 мм; Ж — лампы типа «желудь», специально для УКВ; Л — лампы с замковым цоколем, устраняющим возможность выпадения из гнезда при тряске.

Вакуумный диод — презентация онлайн

1. Вакуумный диод

• Электрический ток в вакууме возможен в электронных
лампах.
• Электронная лампа — это устройство, в котором
применяется явление термоэлектронной эмиссии.
• Вакуумный диод — это
А
К
Н
А – анод
К – катод
Н – нить накала
двухэлектродная электронная лампа.
• Внутри стеклянного баллона
создается очень низкое давление.
• В баллон впаяны два электрода анод и катод.
• Если сам катод подогревается
– это катод прямого накала
• Если катод подогревает проводник
– это катод косвенного накала

2. Вакуумный диод

• Поверхность нагретого катода испускает электроны,
поэтому проводимость в вакууме электронная
• Если анод соединен с + источника тока, а катод с -,
то в цепи протекает постоянный термоэлектронный ток.
• Т.е.
А
К
Н
ток в аноде возможен,
если потенциал анода выше
потенциала катода.
• В этом случае электроны
из электронного облака
притягиваются к аноду, создавая
электрический ток в вакууме.
• Вакуумный диод обладает
односторонней проводимостью.
А – анод
К – катод
Н – нить накала
Вакуумный диод
1. Прямое включение
• Электроны, вылетевшие из
анод
+
разогретого катода,
устремляются к аноду,
замыкая цепь
Е
—
—
• Вакуумный диод хорошо
проводит ток в прямом
направлении
• При увеличении
напряжения на аноде
происходит насыщение –
все электроны достигают
анода
I (A)
—
— — — -нить
накала
катод
U (В)
Вакуумный диод
2. Обратное включение
—
анод
• Электроны, вылетевшие из
разогретого катода,
тормозятся электрическим
полем и возвращаются к
катоду
Е
• Вакуумный диод не
проводит ток в обратном
направлении
I (мA)
—
+
—
— — — -нить
накала
катод
U (В)

5. Вольт — амперная характеристика вакуумного диода

• При малых напряжениях на
аноде не все электроны,
испускаемые катодом,
достигают анода, и ток
небольшой.
• При больших напряжениях
ток достигает насыщения,
т.е. максимального значения.
• Вакуумный диод
используется для
выпрямления
переменного тока
(кенотрон)
I
t
ток до выпрямления
t
ток после выпрямления

электрический ток в различных средах

на главную

Официальный сайт АНО ДО Центра «Логос», г.Глазов

http://logos-glz.ucoz.net/

ГОТОВИМСЯ К УРОКУ

Кинематика

Динамика

МКТ

Термодинамика

Электростатика

Электрический ток

Электрический ток в средах

Магнитное поле Электромагнитная индукция

Оптика

Методы познания

Электрический ток в различных средах немного о физике:

Электрическим током называют всякое упорядоченное движение электрических зарядов. Электрический ток может проходить через различные вещества при определенных условиях. Одним из условий возникновения электрического тока является наличие свободных зарядов, способных двигаться под действием электрического поля.

Поэтому в этом разделе мы попытаемся установить, какие частицы, переносят электрический заряд в различных средах.

Электрический ток в металлах.

Металлы состоят из положительно заряженных ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки и совокупности свободных электронов. Вне электрического поля свободные электроны движутся хаотически, подобно молекулам идеального газа, а потому рассматриваются в классической электронной теории как электронный газ.

Под действием внешнего электрического поля меняется характер движения свободных электронов внутри металла. Электроны, продолжая хаотичные движения, вместе с тем смещаются в направлении действия сил электрического поля.

Следовательно, электрический ток в металлах — это упорядоченное движение электронов.

Сила тока в металлическом проводнике определяется по формуле:

где I — сила тока в проводнике, e — модуль заряда электрона, n₀ — концентрация электронов проводимости, — средняя скорость упорядоченного движения электронов, S — площадь поперечного сечения проводника.

Плотность тока проводимости численно равна заряду, проходящему за 1с через единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению тока.

где j — плотность тока.

У большинства металлов практически каждый атом ионизирован. А так как концентрация электронов проводимости одновалентного металла равна

где N_a — постоянная Авогадро, A — атомная масса металла, ρ — плотность металла,

то получаем что концентрация определяется в пределах 10²⁸— 10²⁹ м^-3.

Закон Ома для однородного участка цепи:

где U — напряжение на участке, R — сопротивление участка.

Для однородного участка цепи:

где ρ_У— удельное сопротивление проводника, l — длина проводника, S — площадь поперечного сечения проводника.

Удельное сопротивление проводника зависит от температуры и эта зависимость выражается соотношением:

ρ_у = ρ_оу ( 1 + α ∆Т )

где ρ_оу — удельное сопротивление металлического проводника при температуре Т =273К, α — термический коэффициент сопротивления, ∆Т = Т — Т_о — изменение температуры.

Вольт-амперная характеристика металлов.

Сила тока в проводниках по закону Ома прямо пропорциональна напряжению. Такая зависимость имеет место для проводников со строго заданным сопротивлением ( для резисторов).

Тангенс угла наклона графика равен проводимости проводника. Проводимостью называется величина, обратная сопротивлению

где G — проводимость.

Но так как сопротивление металлов зависит от температуры, то вольт-амперная характеристика металлов не является линейной.

Электрический ток в растворах и расплавах электролитов.

Явление распада молекул солей, щелочей и кислот в воде на ионы противоположных знаков называют электролитической диссоциацией. Полученные в следствие распада ионы служат носителями заряда в жидкости, а сама жидкость становятся проводником.

Вне электрического поля ионы движутся хаотически. Под действием внешнего электрического поля ионы, продолжая хаотичные движения, вместе с тем смещаются в направлении действия сил электрического поля: катионы к катоду, анионы — к аноду.

Следовательно, электрический ток в растворах (расплавах) электролитов — это направленное перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях.

Прохождение электрического тока через раствор электролита всегда сопровождается выделением на электродах веществ, входящих в его состав. Это явление называют электролизом.

При движении внутри электролитов ионы взаимодействуют с молекулами воды и другими ионами, т.е. электролиты оказывают некоторое противодействие движению, а, следовательно, обладают сопротивлением. Электрическое сопротивление электролитов зависит от концентрации ионов, величины заряда иона, от скорости движения ионов обоих знаков.

Сопротивление электролитов так же определяется по формуле:

где ρ_У— удельное сопротивление электролита, l — длина жидкого проводника, S — площадь поперечного сечения жидкого проводника.

При увеличении температуры электролита уменьшается его вязкость, что ведет к увеличению скорости движения ионов. Т.е. при повышении температуры сопротивление электролита уменьшается.

Законы Фарадея.

1. Масса вещества, выделяемого на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду, прошедшему через электролит.

где m — масса вещества, выделяющегося на электроде, k — электрохимический эквивалент, q — заряд, прошедший через электролит.

2. Электрохимический эквивалент вещества прямо пропорционален его химическому эквиваленту.

где М— молярная масса вещества, F- постоянная Фарадея, z — валентность иона.

постоянная Фарадея численно равна заряду, который должен пройти через электролит, чтобы выделить из него массу вещества, численно равную химическому эквиваленту.

Объединенный закон Фарадея.

Электрический ток в газах.

При нормальных условиях газы состоят из нейтральных молекул, а поэтому являются диэлектриками. Так как для получения электрического тока необходимо наличие заряженных частиц, то молекулы газа следует ионизировать (оторвать электроны от молекул). Для ионизации молекул необходимо затратить энергию — энергию ионизации, количество которой зависит от рода вещества. Так, энергия ионизации минимальна для атомов щелочных металлов, максимальна — для инертных газов.

Ионизировать молекулы можно при нагревании газа, при облучении его различного рода лучами. Благодаря дополнительной энергии возрастает скорость движения молекул, нарастает интенсивность их теплового движения и при соударении отдельные молекулы теряют электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы.

Электроны, оторвавшись от молекулы могут присоединятся к нейтральным молекулам, образуя при этом отрицательно заряженные ионы.

Следовательно, при ионизации появляются три типа носителей зарядов: положительные ионы, отрицательные ионы и электроны.

Под действием внешнего электрического поля ионы обоих знаков и электроны движутся в направлении действия сил электрического поля: положительные ионы к катоду, отрицательные ионы и электроны — к аноду. Т.е. электрический ток в газах — это упорядоченное движение ионов и электронов под действием электрического поля.

Вольт- амперная характеристика газов.

Зависимость силы тока от напряжения выражена кривой ОАВС.

На участке графика ОА сила тока подчиняется закону Ома. При малом напряжении сила тока мала, т.к. ионы двигаясь с малыми скоростями рекомбинируют, не достигая электродов. При увеличении напряжения между электродами скорость направленного движения электронов и ионов возрастает, поэтому большая часть заряженных частиц достигает электродов, а, следовательно возрастает сила тока.

При определенном значении напряжения U₁ все ионы имеют достаточные скорости и, не рекомбинируя, достигают электродов. Ток становится максимально возможным и не зависит от дальнейшего увеличения напряжения до значения U₂. Такой ток называют током насыщения, и ему соответствует участок графика АВ.

При напряжении U₂ в несколько тысяч вольт скорость электронов, возникающих при ионизации молекул, а следовательно, их кинетическая энергия значительно увеличиваются. И когда кинетическая энергия достигает значения энергии ионизации, электроны, сталкиваясь с нейтральными молекулами, ионизируют их. Дополнительная ионизация приводит к лавинообразному увеличению количества заряженных частиц, а следовательно и к значительному увеличению силы тока без воздействия внешнего ионизатора. Прохождение электрического тока без воздействия внешнего ионизатора называют самостоятельным разрядом. Такая зависимость выражена участком графика АС.

Электрический ток в вакууме.

В вакууме отсутствуют заряженные частиц, а следовательно, он является диэлектриком. Т.е. необходимо создать определенные условия, которые помогут получить заряженные частицы.

Свободные электроны есть в металлах. При комнатной температуре они не могут покинуть металл, т. к. удерживаются в нем силами кулоновского притяжения со стороны положительных ионов. Для преодоления этих сил электрону необходимо затратить определенную энергию, которая называется работой выхода. Энергию, большую или равную работе выхода, электроны могут получить при разогреве металла до высоких температур.

При нагревании металла количество электронов с кинетической энергией, большей работы выхода, увеличивается, поэтому из металла вылетает большее количество электронов. Испускание электронов из металлов при его нагревании называют термоэлектронной эмиссией. Для осуществления термоэлектронной эмиссии в качестве оного из электродов используют тонкую проволочную нить из тугоплавкого металла (нить накала). Подключенная к источнику тока нить раскаляется и с ее поверхности вылетают электроны. Вылетевшие электроны попадают в электрическое поле между двумя электродами и начинают двигаться направленно, создавая электрический ток.

Явление термоэлектронной эмиссии лежит в основе принципа действия электронных ламп: вакуумного диода, вакуумного триода.

Вакуумный диод Вакуумный триод

Вольт-амперная характеристика вакуумного диода.

Зависимость силы тока от напряжения выражена кривой ОАВСD.

При испускании электронов катод приобретает положительный заряд и поэтому удерживает возле себя электроны. При отсутствии электрического поля между катодом и анодом, вылетевшие электроны образуют у катода электронное облако.

По мере увеличения напряжения между анодом и катодом большее количество электронов устремляется к аноду, а следовательно сила тока увеличивается. Эта зависимость выражена участком графика ОАВ. Участок АВ является характеризует прямую зависимость силы тока от напряжения, т.е. в интервале напряжений U₁ — U₂ выполняется закон Ома.

Нелинейная зависимость на участке ВСD объясняется тем, что число электронов, устремляющихся к аноду, стает больше числа электронов, вылетающих с катода.

При достаточно большом значении напряжения U₃все электроны, вылетающие с катода, достигают анода, и электрический ток достигает насыщения.

Так же в качестве источника заряженных частиц можно использовать радиоактивный препарат, испускающий α-частицы.Под действием сил электрического поля α-частицы будут двигаться, т.е. возникнет электрический ток.

Таким образом, электрический ток в вакууме может быть создан упорядоченным движением любых заряженных частиц (электронов, ионов).

Электрический ток в полупроводниках.

Полупроводники — вещества, удельное сопротивление которых убывает с увеличением температуры и зависит от наличия примесей и изменения освещенности. Удельное сопротивление проводников при комнатной температуре находится в интервале от 10^-3до 10⁷ Ом ·м. Типичными представителями полупроводников являются кристаллы германия и кремния.

В этих кристаллах атомы соединены между собой ковалентной связью. При нагревании ковалентная связь нарушается, атомы ионизируются. Это обуславливает возникновение свободных электронов и «дырок»- вакантных положительных мест с недостающим электроном.

При этом электроны соседних атомов могут занимать вакантные места, образуя «дырку» в соседнем атоме. Таким образом не только электроны, но и «дырки» могут перемещаться по кристаллу. При помещении такого кристалла в электрическое поле электроны и дырки придут в упорядоченное движение — возникнет электрический ток.

Собственная проводимость.

В чистом кристалле электрический ток создается равным количеством электронов и «дырок». Проводимость, обусловленную движением свободных электронов и равного им количества «дырок» в полупроводниковом кристалле без примесей, называют собственной проводимостью полупроводника.

При повышении температуры собственная проводимость полупроводника увеличивается, т.к. увеличивается число свободных электронов и «дырок».

Примесная проводимость.

Проводимость проводников зависит от наличия примесей. Примеси бывают донорные и акцепторные. Донорная примесь — примесь с большей валентностью. Например, для четырехвалентного кремния донорной примесью является пятивалентный мышьяк. Четыре валентных электрона атома мышьяка участвуют в создании ковалентной связи, а пятый станет электроном проводимости.

При нагревании нарушается ковалентная связь, возникают дополнительные электроны проводимости и «дырки». Поэтому в кристалле количество свободных электронов преобладает над количеством «дырок». Проводимость такого проводника является электронной, полупроводник является полупроводником n-типа. Электроны являются основными носителями заряда, «дырки» — неосновными.

Акцепторная примесь — примесь с меньшей валентностью. Например, для четырехвалентного кремния акцепторной примесью является трехвалентный индий. Три валентных электрона атома индия участвуют в создании ковалентной связи с тремя атомами кремния, а на месте четвертой незавершенной ковалентной связи образуется «дырка».

При нагревании нарушается ковалентная связь, возникают дополнительные электроны проводимости и «дырки». Поэтому в кристалле количество «дырок» преобладает над количеством свободных электронов. Проводимость такого проводника является дырочной, полупроводник является полупроводником p-типа. «Дырки» являются основными носителями заряда, электроны — неосновными.

p-n переход.

При контакте полупроводников p-типа и n-типа через границу происходит диффузия электронов из n-области в p-область и «дырок» из p-области в n-область. Это приводит к возникновению запирающего слоя, препятствующего дальнейшей диффузии. p-n переход обладает односторонней проводимостью.

При подключении p-n перехода к источнику тока так, чтобы p-область была соединена с положительным полюсом , а n-область — с отрицательным полюсом, появляется движение основных носителей зарядов через контактный слой. Этот способ подключения называют включением в прямом направлении.

При подключении p-n перехода к источнику тока так, чтобы p-область была соединена с отрицательным полюсом , а n-область — с положительным полюсом, толщина запирающего слоя увеличивается, и движение основных носителей зарядов через контактный слой прекращается, но может иметь место движение неосновных зарядов через контактный слой. Этот способ подключения называют включением в обратном направлении.

Принцип действия полупроводникового диода основан на свойстве односторонней проводимости p-n перехода. Основное применение полупроводникового диода — выпрямитель тока.

Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода.

Зависимость силы тока от напряжения выражена кривой АОВ.

Ветвь ОВ соответствует пропускному направлению тока, когда ток создается основными носителями зарядов, и при увеличении напряжения сила тока возрастает. Ветвь АО соответствует току, созданному неосновными носителями зарядов, и значения силы тока невелики.

The Semiconductor Diode, май 1961 г. Популярная электроника

Май 1961 г. Популярная электроника

Оглавление

Воск, ностальгирующий по истории ранней электроники. См. Статьи с Популярная электроника, опубликовано с октября 1954 года по апрель 1985 года. Настоящим подтверждаются все авторские права.

«Что это за устройства?» «Как они работают?» «Какие их характеристики? »« Как они используются? »Это виды вопросы о полупроводниковых диодах заданы — и даны ответы — в этой статье в выпуске Popular Electronics за 1961 год.Автор Джим Кайл кратко излагает историю диодов и диодов. затем более подробно рассматривается физическая конструкция, I-V кривые, мощность, емкость переходов, сопротивление и т. д. Упомянутый интересный момент заключается в том, что в то время как полупроводник диод будет проводить некоторое конечное количество тока при смещении в обратном направлении (иногда желаемая характеристика), диод вакуумной трубки вообще не будет проводить при обратном смещении — тем самым сделав лампу более совершенным выпрямителем.

Электроника журналы той эпохи опубликовали множество статей о селеновых выпрямителях, в том числе After Class: Работа с селеновыми выпрямителями, Полупроводник Диод, Новый Селеновые выпрямители для домашних ресиверов, Селеновые выпрямители, Применение малых высоковольтных выпрямителей с селеном и с использованием выпрямителей с селеном .

Полупроводниковый диод

Что это такое Как это работает Чем занимается

Джим Кайл, KSJKX / 6

Семиэтажная межконтинентальная ракета ревёт ввысь на столб огня.Внутри серебристого гиганта сотни крошечных полупроводниковые диоды контролируют каждое его движение.

Телекамера сфокусирована на мужчине. Миллионы зрителей смотрят. Между мужчиной и миллионами зрителей находятся десятки полупроводниковых диодов — без них телевидение не могло бы не работает.

Более старый, чем само радио, и когда-то считался устаревшим, полупроводник диоды сегодня являются рабочими лошадками электронной промышленности.Они составляют сердце почти всех цифровых компьютеров — гигант электронный мозг, который может предсказать исход выборов или контролировать завод-производитель. Они делают возможным радар. Они обнаруживают радиосигналы, а иногда и генерируют те же самые сигналы.

Что это за устройства? Как они работают? Какие их характеристики? Как они используются?

По сути, ответы просты. Прежде всего, полупроводник. диод — это улица с односторонним движением для электрических токов.Это позволит ток течет свободно в одном направлении, но блокирует он почти полностью в другом. Из-за этой характеристики полупроводниковый диод может выполнять широкий спектр задач и один из наших основных электронных слуг.

Как работает диод

Чтобы понять, как работает полупроводниковый диод, вернемся назад. немного и исследуем само электричество. Электрический ток просто другое название потока электронов — основной электрический заряд найден во всех элементах.Электричество течет, когда электроны переходить от одного атома вещества к другому.

Из некоторых материалов — меди, серебра, алюминия и многих других. металлы — электроны могут легко перемещаться. Эти вещества называется кондукторами.

Из других материалов — стекла, фарфора, твердой резины и многих других. пластмасса — электроны могут двигаться только с большим трудом. Фактически, только очень немногие электроны могут вообще двигаться в этих вещества, даже находящиеся под большим электрическим давлением; и так течь прохождение электрического тока через них блокируется.Мы называем эти вещества изоляторы.

Между проводниками и изоляторами находится множество материалов, которые не являются ни хорошими проводниками, ни приемлемыми изоляторами. Электроны их атомов могут двигаться, но не так свободно, как в дирижер. Эти вещества известны как полупроводники.

Типы полупроводников. Хотя многие полупроводники существуют (большинство материалов попадают в эту классификацию), только мало используются в электронике.Наиболее широко используются германий, оксид кремния, селена и меди. В прошлые годы галенит (a форма оксида свинца).

Селеновые выпрямители, эксплуатируемые более 25 лет, уступают место кремниевым диодам меньшего размера, таким как диоды Саркеса-Тарциана 1N1083.

Эти полупроводники обладают странным свойством. При определенных условиях электроны могут вытекать из им проще чем в.В других условиях ситуация такова. обратное: электроны входят свободно, но с трудом получают из.

Поскольку это странное свойство проявляется только тогда, когда электроны входят или выходят из полупроводникового материала, это полезно только когда полупроводник находится в контакте с проводником. Этот контакт может быть установлен двумя способами: точечным контактом, в котором полупроводник и проводник контактируют только в одном точка; и поверхностным контактом, при котором они встречаются на широком площадь.У каждого способа есть свои преимущества.

Ранним примером использования точечного контакта является старомодный кристалл. установленный. Изобретен около 1906 года двумя экспериментаторами по имени Х. Х. Данвуди. и Дж. У. Пикарда, это была опора радио почти на протяжении 20 лет. Он состоял из небольшого кусочка кристалла галенита и пружинная проволока «кот-ус». Пользователь переместил кошачий ус по поверхности кристалла до обнаружения чувствительного пятна.

Примером поверхностного контакта является оксид меди. стек, широко используемый как в тестовом оборудовании, так и в телефонной технике. Это устройство, разработанное примерно в 1925 году, состоит из альтернативных дисков. свинца и оксида меди, уложенных лицом к лицу и скрепленных вместе изолированным болтом через центр. Не требует регулировки. Однако технические ограничения ограничивают его использование.

Еще одним примером диодов с поверхностным контактом является современный наросший переход. такие единицы, как 1Н34, так широко используются экспериментаторами.

Электронный поток. На этом этапе давайте сузим поле вплоть до типичного точечного контакта, такого как кристалл установите и посмотрите, что происходит, когда этот полупроводник диод подключается к батарее и счетчику. См. Рис. 1.

Рис. 1. — Измерение тока диода

Когда аккумулятор подключен, его напряжение заставляет электроны соединительного провода в полупроводник, через точка контакта, в проводник, через счетчик и обратно через другой соединительный провод в аккумулятор.

Вы можете видеть, что с батареей, подключенной в одном направлении, электроны вытесняются из полупроводника на контакте точка. Если полярность батареи поменять, электроны будут быть втянутым в полупроводник.

Предположим, что этот диод сделан из полупроводника. скуп на электроны; то есть он принимает электроны легко, но не отпускает их так легко.

Когда аккумулятор подключен в первом направлении, принудительное электронов из полупроводника в точке контакта, полупроводниковый материал проявляет большое сопротивление.Только несколько электроны высвобождаются, чтобы пройти через счетчик и обратно к батарее, и поэтому течет только небольшой ток.

Однако, когда аккумулятор перевернут, мы выталкиваем электроны в наш жадный полупроводник, и он с готовностью принимает все, что мы может предложить. Многие электроны движутся через счетчик, или, по-другому, словами, течет большой ток.

Важно только действие в точке контакта; другой электрическое соединение с полупроводниковым материалом покрывает намного большей площади и, поскольку сопротивление пропорционально площади, имеет гораздо меньшее сопротивление.Однако это действительно способствует прямое сопротивление диода, о котором мы поговорим подробнее потом.

Если другой полупроводник — вместо этого щедрый скупой — используется, ситуация будет с точностью до наоборот к тому, что описано выше. Однако диод все равно оставался бы улица с односторонним движением. Единственная разница в том, что это будет одностороннее в другом направлении.

Это уличное движение с односторонним движением аналогично действию диодной вакуумной лампы, такой как уже знакомый тип 5У4-Г.В В вакуумной трубке тепло, выделяемое в нити накала, вызывает появление электронов. буквально вскипятить его поверхность. Когда пластина трубки становится положительным, электроны текут к нему. Однако, поскольку вроде заряды отталкивают друг друга, электроны не пойдут на пластину когда он отрицательный.

Два недорогих диода заменяют лампу 6AL5, экономия силы нити и пространства.

Фиг.2. Электронный поток через диод, катод. к аноду.

Плюсы и минусы. В обоих полупроводниковых диода и его собратьев на электронных лампах, ток легко течет в только одно направление. Это свойство делает их полезными при изменении переменный ток к постоянному току, и они широко используются в электронных источниках питания по этой причине.

Большое преимущество полупроводникового диода перед ламповым кузены в том, что полупроводниковая версия не требует тепла перемещать его электроны.Это исключает нагрев и потери энергии. нить.

Еще одним преимуществом является меньший размер полупроводников. Типичные полупроводниковые диоды не больше карандаша, и меньше дюйма в длину — по сравнению с диаметром 3/4 дюйма и Длина 1 1/4 дюйма самых маленьких стандартных вакуумных диодов.

Еще одно отличие полупроводникового диода и его кузенов на электронных лампах — но это обычно не рассматривается Плюс — дело в обратном токе.

В полупроводниковом диоде ток легче течет в в одном направлении, чем в другом. Однако в вакуумной лампе версия, ток может течь только в одном направлении. В то время как полупроводник диод похож на улицу с односторонним движением электронов, вакуумный диод больше похож на турникет метро. Вы можете пойти неправильным путем улица с односторонним движением; через турникет нельзя ошибиться.

Хотя это может показаться большим недостатком для полупроводников диод, на практике он обычно не вреден.Современные диоды может пропускать ток в миллион раз больше в одном направлении, чем в другом; небольшое количество электронов, которые попадают неправильный способ практически не влияет на работу диода.

Поскольку точечный диод — самый старый тип, стандартный схематическое обозначение полупроводникового диода основано на нем. Видеть Рис. 2.

Независимо от того, скуп на полупроводник или нет с электронами стрелка символа указывает против потока движения на нашей улице с односторонним движением.Эта запутанная ситуация возникла о в более ранние годы, до того, как ученые узнали так много про диод, как они знают сегодня. Исходное направление для стрелка была выбрана произвольно, а символ находился в использовать в течение некоторого времени, прежде чем они обнаружили, что стрелка указывала неправильный путь!

Характеристики

Основным свойством полупроводникового диода является то, что он легко пропускать ток в одном направлении и позволит небольшое количество тока, протекающего в обратном направлении.Легкое течение направление обычно называют вперед, а другое направление, вполне естественно, называется обратным.

Текущий. Одна из основных характеристик, по которой эти Номинальные диоды — это величина тока, которую устройство будет пропустить в каждом направлении. Рейтинги указаны в терминах прямого тока и обратного тока. Прямой ток, т.е. ток, идущий в легком направлении, всегда больше два.Часто прямой ток измеряется сотнями. миллиампер, а обратный ток выражается в микроамперах.

Еще один способ взглянуть на эти диоды — изучить их сопротивление. Поскольку сопротивление (в Ом) равно приложенному напряжение, деленное на ток (в амперах), протекающий через цепи, вы можете видеть, что сопротивление в прямом направлении намного ниже сопротивления в обратном направлении.В более распространенный способ сформулировать это — сказать, что прямое сопротивление полупроводникового диода низкое при обратном или обратном сопротивлении в приоритете.

Сопротивление. Однако полупроводниковые диоды имеют необычную характеристику сопротивления. Их сопротивление изменяется в зависимости от приложенного к ним напряжения. В низкие напряжения, высокое прямое сопротивление; при более высоких напряжениях, он падает. С другой стороны, обратное сопротивление чрезвычайно велико. высокий при низких напряжениях, но падает до нуля или даже показывает отрицательный характеристики в некоторой критической точке при увеличении напряжения.

Критическая точка, при которой обратное сопротивление имеет тенденцию исчезать называется пиковым обратным напряжением диода (обычно сокращенно PIV) и является ключевой характеристикой выпрямителей мощности.

Инженеры называют характеристикой сопротивления полупроводника. диод нелинейный, потому что построенная линия на графике сравнения напряжение по отношению к току отображается как кривая вместо прямой линия. Нелинейное сопротивление полупроводникового диода составляет он полезен как детектор, как микшер и как модулятор; тем не мение, нелинейное сопротивление также затрудняет определение любая другая характеристика диода.Например, вакуумный диод может быть рассчитан на ток 300 миллиампер, и это будет быть верным при любом напряжении. Прежде чем полупроводниковый диод можно будет номинальный, однако необходимо указать напряжение.

То же самое можно сказать и о крайне важном обратном сопротивлении. рейтинг. Один и тот же диод может иметь обратное сопротивление равное единице. мегаом, менее 1 Ом или даже отрицательные 100 Ом, в зависимости от полностью зависит от напряжения, при котором снимаются показания.

Напряжение. Все характеристики диода, следовательно, даны в единицах тока при некотором заданном напряжении. Другой производители используют разное напряжение и усложняют ситуацию Более того, некоторые фирмы оценивают разные диоды при разном напряжении. Это позволяет сравнивать два диода на основе номинальных характеристик, почти невозможно, если оба не оцениваются в одинаковых условиях.

Фиг.3. — ВАХ полупроводникового диода.

Однако производители диодов поставляют еще один предмет, который поможет избежать этой проблемы — характерная кривая диод. См. Рис. 3.

Вертикальная шкала на рис. 3 показывает ток; горизонтальный шкала, напряжение. Обратите внимание, что прямые напряжения и токи выражены в более крупных единицах, чем обратные значения; это принято при составлении характеристических кривых диодов.

С помощью набора характеристических кривых можно определить характеристики диода в любой рабочей точке. Просто посмотри увеличьте текущее значение для напряжения, которое вы собираетесь использовать, и определить сопротивление, используя закон Ома. Чтобы сравнить два разные диоды, сравните форму кривых.

Силовые выпрямительные диоды комплектуются винтовые шпильки для крепления к радиаторам.Показанная здесь единица оценена на 70 ампер.

Смещение. Термин, заслуживающий упоминания здесь, поскольку вы часто слышите это при работе с полупроводниками диоды, стоит смещение. Смещение состоит из напряжения, приложенного к диоду. чтобы заставить его работать в желаемой дизайнером точке. Если приложенное напряжение вызывает протекание прямого тока, это называется прямое смещение. Если применяется в обратном направлении, термин обратное смещение.Диод, на который подается такое напряжение считается предвзятым.

В дополнение к основным характеристикам, которые мы рассмотрели пока — прямой ток, обратный ток, прямое сопротивление, обратное сопротивление и пиковое обратное напряжение — полупроводник У диодов есть еще две важные характеристики. Они тепловые характеристики и емкость диодов.

Температура. «Тепловая характеристика» просто это причудливый способ сказать, «как тепло влияет на диод.»Мы заявили раньше, чем в электронном диоде кипели электроны. с нити накаливания. На самом деле тепло увеличивает подвижность всех электронов, что-то вроде попкорна на горячей плите. В при высоких температурах электроны движутся более свободно.

До определенного момента тепло мало влияет на полупроводник диод. Хотя обратный ток немного увеличивается, прямой ток увеличивается в той же пропорции. При критической температуре однако кристаллическая структура разрушается, и ток течет так же свободно в любом направлении.Некоторые диоды восстанавливаются при они остывают, а другие разоряются навсегда.

Производитель обычно оценивает свой продукт для использования в определенный температурный диапазон, и этот диапазон, как правило, далеко выше температуры, при которой вы, вероятно, будете использовать это (типичный рабочий диапазон от 40 градусов ниже нуля до 300 градусов выше). Однако, если передается чрезмерный ток через диод в любом направлении, он может нагреваться — внутри — до точки, намного превышающей критическую температуру пробоя.Этот является наиболее частой причиной выхода из строя диодов.

Емкость. Последняя важная характеристика — емкость диода. Конденсатор по определению состоит из двух проводников, разделенных диэлектриком. Таким образом, полупроводник сам материал может быть диэлектриком конденсатора, пластины которого являются проводниками с обеих сторон.

На самом деле, как говорят нам физики, большинство полупроводниковых диодов показать большую емкость, чем мы ожидали, из-за чего-то называется барьерным эффектом.Это функция применяемого Напряжение. В результате емкость полупроводникового диода изменяется с напряжением аналогично диодному сопротивление.

Эта емкость мало влияет на прямое сопротивление. или прямой ток, так как диод проводит и емкость закорочено. Однако емкость диода может иметь значение. когда диод не проводит, так как емкость будет пропускают переменные токи очень высокой частоты.

У большинства полупроводниковых диодов емкость составляет примерно от 3 до 5 мкФ. Эти диоды созданы специально для использования в частоты радаров имеют еще меньшую емкость.

Как используются диоды

Какого практического применения имеет односторонний полупроводниковый диод? имущество? Одно из наиболее очевидных приложений — изменение переменный ток в постоянный, например, в приемнике источник питания.Диод просто подключается последовательно с переменный ток идущий от трансформатора. Те полупериоды, которые составляют прямое напряжение проходит через диод в цепь фильтра, при этом полупериоды обратного напряжения блокируются.

Рис. 4. — Полупериодный диодный выпрямитель.

Полупериодный выпрямитель. Схема на рис. 4, называемый полуволновым выпрямителем, является самым простым из возможных, но это вряд ли самый эффективный.Половина переменного тока власть не использовал. Однако, подключив три дополнительных диода в «мостовая» схема, полупериоды переменного тока противоположной полярности. можно повернуть в нужном направлении так, чтобы обе половины каждого цикла, но мощность, подаваемая на фильтр постоянный ток. См. Рис. 5.

Когда напряжение в точке A на рис. 5 положительное, напряжение в точке B будет отрицательным, так как напряжение питания переменное.Электроны перетекают из точки B через диод D2 в фильтр. и цепи нагрузки, и заблокированы на D3 и D4, так как их обратное сопротивление высокое. Из нагрузки и фильтра электроны вернуться через диод D1 в точку А.

На другом полупериоде электроны текут из точки A через диод D4 к фильтру — блокируется на диодах D1 и D2 обратное сопротивление — затем вернитесь в точку B через D3.

Фиг.5. — Двухполупериодный диодный выпрямитель.

Популярны другие выпрямительные схемы, в которых используется более одного диода. Они включают в себя умножители напряжения, позволяющие получить до 1000 вольт постоянного тока от 117-вольтовой сети линия без трансформаторов, цепи с двойным напряжением, которые обеспечить два разных постоянного напряжения от одного трансформатора, и схемы питания смещения, которые могут быть приспособлены к менее больше, чем обычный ламповый выпрямитель.

Полупроводниковый диод, наиболее широко используемый для питания. выпрямители — это селеновый стек. Однако кремниевый переход диоды, способные выдерживать ток в четыре-пять раз превышающий стек селена в одной десятой пространства быстро становится популярный.

Диодный детектор. Полупроводниковый диод также находит широкое применение в радиоприемниках, телевизорах, радарах, и испытательное оборудование, как детектор р.f. власть.

Схема диодного детектора идентична схеме однополупериодный выпрямитель — он содержит источник питания, диод и нагрузка, все подключены последовательно. Однако операция немного отличается.

Малые полупроводниковые диоды имеют аксиальные выводы, устранение необходимости в розетках.

Во время каждого цикла р.ф. энергия, диод пропускает ток пройти в прямом направлении, но блокирует обратный поток Текущий.Ток, текущий в прямом направлении, производит падение напряжения на нагрузочном резисторе параллельно с конденсатор малой емкости. Если сила р.ф. сила изменяя, постоянный ток напряжение на нагрузочном резисторе изменится с той же скоростью. И если это изменение происходит на звуковой частоте, напряжение на нагрузочном резисторе будет изменяться при той же a.f. темп.

Средняя сила постоянного тока. напряжение на детекторе нагрузочный резистор пропорционален средней силе р.f. напряжение, приложенное к цепи. В радиоприемниках это эффект используется для обеспечения автоматической регулировки громкости, а в испытательное оборудование используется для измерения р.ф. с обычным Округ Колумбия. вольтметр.

Ламповые диоды, работающие аналогичным образом, могут использоваться для этих целей на умеренно высоких частотах. Тем не мение, на чрезвычайно высоких частотах, используемых в радарах, они не могут работает должным образом. Здесь полупроводниковый диод очень низкий. емкость делает его единственным применимым детектором.

Рис. 6. — Диод И затвор.

Компьютерные схемы. Несколькими параграфами ранее, мы познакомились со схемой мостового выпрямителя и увидели, как полупроводник диод был способен направлять входящий сигнал в один из несколько направлений. Это свойство широко используется в компьютерных схемотехника, где правильная комбинация диодов действительно может принимать логичные решения.

Базовая схема этого типа показана на рис. 6. Эта схема исключительно разборчивый — будет выдавать только выходной сигнал если вы подаете ему сигналы на оба его входа. Если вы дадите это сигнал только на одном из входных терминалов, он ничего не производит. Это называется логической схемой «И», поскольку она должна иметь оба сигнал A и сигнал B для обеспечения выхода. Другой способ поставить это означает, что схема должна решить, будут ли оба входа присутствуют до принятия решения о создании вывода.

При отсутствии входных сигналов оба диода смещены. прямое направление положительным напряжением через R2; R1’s значение намного меньше, чем у R2, поэтому выход почти нуль. При подаче положительного входного сигнала на A или B но не на оба, диод без входного сигнала все равно закорачивает напряжение от R2 через R1 к земле, и выход не создается. Однако с положительными входными сигналами, подаваемыми как на A, так и на B при этом оба диода смещены в обратном направлении.Ток через R2 соответствует высокому обратному сопротивлению диоды, и, как следствие, шунтируется через выходную цепь.

Типичные значения для R1 и R2 — 10 Ом и 10 000 Ом, соответственно. Источник напряжения обычно около 12 вольт.

Подобные схемы используются для выработки выходов, если сигнал применяется к любому входу; для разработки вывода, если сигнал применяется к любому входу, но не к обоим; и развивать производство всегда, кроме случаев, когда сигнал подается на оба входа.

Подобные схемы составляют основу многих гигантских компьютеры. Каждая схема достаточно проста, но типичный компьютер может содержать буквально тысячи из них. Полупроводниковый диод делает это возможным; если бы вы попробовали использовать вакуумные диоды на его месте вы обнаружите, что требования к мощности нити накала в одиночку может подняться до сотен киловатт!

Автоматический ограничитель шума. Другое использование «стробирующая» способность полупроводникового диода находится в автоматическом ограничитель шума, который можно найти во многих радиоприемниках любительского типа. Цель ограничителя шума, чтобы направить желаемые аудиосигналы на громкоговоритель, и блокировать любые всплески шума, вызванные прохождением автомобили или статические удары о землю.

Рис. 7. — Диодный ограничитель шума.

Хотя существуют десятки схем шумоподавления, изображенный на рис.7 — один из самых простых и необычайно эффективных от многих типов шума.

Без шума ограничительный диод смещен в прямом направлении Округ Колумбия. напряжение, развиваемое на резисторе нагрузки детектора, и он проводит до тех пор, пока конденсатор не зарядится до значения этого Напряжение. В этот момент смещение на диоде-ограничителе падает. до нуля.

Помните, что когда мы обсуждали нелинейное сопротивление диода, мы обнаружили, что он имеет высокое прямое сопротивление при низком напряжения, а низкое сопротивление при более высоких напряжениях? Без шума, и, следовательно, отсутствие смещения, сопротивление диода высокое и конденсатор фактически вне звуковой цепи.

Однако, когда шумовой импульс — напряжение которого намного выше чем средний сигнал — приходит, картина меняется. Диод еще раз смещается в точку с низким сопротивлением, и стробирует шумовой импульс через конденсатор на землю. Как только по истечении импульса сопротивление диода возвращается в норму. высокое значение.

Смесители. Полупроводниковые диоды также широко используются в качестве смесителей в сверхвысокочастотных приемниках, такие как комплекты радаров и микроволновых реле.В этом приложении они превосходят любую доступную лампу. Фактически, большая часть прогресса что отделяет сегодняшние полупроводниковые диоды от древних набор кристаллов можно проследить до Второй мировой войны разработки диод для использования в РЛС в качестве смесительного элемента.

Полное объяснение этой формы работы диода требует страницы математических уравнений; в упрощенном виде это как это работает:

Диод подключается к антенне комплекта, также подключен к гетеродину, частота которого разделена от входящего сигнала на небольшую желаемую величину.Сигналы, идущие от антенны, смешиваются в диоде с теми от гетеродина.

Как видите, выход диода будет состоять из импульсов постоянный ток, возникающий в каждом полупериоде антенного сигнала, и другие импульсы каждые полупериод сигнала гетеродина. В дополнение, однако, создаются два новых сигнала. Их частоты равны сумме и разности антенны и гетеродина сигналов, и их сила пропорциональна произведению два входных сигнала.

Поскольку только входящий антенный сигнал изменяется по силе, разностный сигнал будет копией антенного сигнала но с меньшей частотой. Таким образом, хитрый СВЧ-сигнал преобразуется в сигнал более низкой частоты, который можно обрабатывать более обычными способами.

Полупроводниковые диоды

превосходно подходят для использования в качестве СВЧ-смесителей благодаря их чрезвычайно низкая емкость. Другие типы смесительных контуров не работать на частотах выше примерно 900 мегациклов, но смесители на полупроводниковых диодах продолжают работать до 30 000 mc., а некоторые новые типы обещают работать на еще более высоких частотах.

Особое использование. Многие схемы специального назначения были разработаны на основе полупроводниковых диодов. Телефонные инженеры использовать диоды в качестве модуляторов, используя нелинейное сопротивление. При определенных условиях сопротивление диода может стать равным отрицательный — и его потом можно использовать как осциллятор. Под другим в условиях, емкость диода может изменяться в очень широких пределах. быстрый темп — и это приводит к «параметрическому усилителю», который делает возможной связь при отражении луны и радиолокационном контакте с далеких планет.

Упаковка диодов в трубные корпуса разрешает замена выпрямителей 5U4, 5W4, 5Y3, 6X4 и др. Картридж-гильза диоды используются в новых телевизорах.

«Специальные» диоды. Множество перечисленных нами применений пока для полупроводникового диода едва начинают показывать множество работ, к которым привязана эта электронная рабочая лошадка ежедневно. В дополнение к обычным диодам, которые мы обсуждали, существуют десятки «специальных» диодов, у которых одна характеристика или другое подчеркнуто, и разрабатываются все новые типы каждый месяц.

К таким «особым» диодам можно отнести туннельный диод, который работает со скоростью, близкой к скорости света; стабилитрон, который может регулировать напряжение так же, как трубка VR; и конденсатор с переменным напряжением, который на самом деле является диодом.

Да, полупроводниковый диод прошел долгий путь с тех пор, как его первоначальное открытие в 1874 году, за 13 лет до доктора Генриха Герц открыл само радио.Из примитивного набора кристаллов и стопки сырого оксида меди через микроволновую печь в герметичном корпусе. смесители времен Второй мировой войны и в эпоху переходных диодов (объявлено в 1948 г.), это был один из самых основных, наиболее полезный и наименее понятный из наших электронных слуг. Затененный в начале 1920-х годов его более крупным и горячим соперником, вакуумом трубки, полупроводниковый диод только сейчас возвращает себе место — как улица с односторонним движением электронов.

Опубликовано: 1 июня, 2014

Типичные характеристики диода

и его кривая V-I

Ⅰ Введение

Диод — это двухконтактное устройство с однонаправленной проводимостью. Есть электронные диоды и кристаллические диоды. Чаще всего используются кристаллические диоды. Характеристики однонаправленной проводимости диодов используются почти во всех электронных схемах и играют важную роль во многих схемах.Это одно из первых полупроводниковых устройств, и его применение можно увидеть в очень широком диапазоне. Есть много характеристик диода , которые мы должны хорошо знать, давайте шаг за шагом проверим следующее содержание.

В этом видео представлены характеристики диодов при прямом и обратном смещении.

Каталог

Ⅱ Проводящие свойства

2.1 Положительный

При подаче прямого напряжения прямое напряжение вначале мало (германиевая трубка меньше 0.1 В, кремниевая трубка меньше 0,5 В), что недостаточно для преодоления блокирующего эффекта электрического поля в PN-переходе. В это время прямой ток близок к нулю, и этот сегмент называется зоной нечувствительности. Это прямое напряжение, при котором не включается диод, называется напряжением зоны нечувствительности. Когда прямое напряжение больше, чем напряжение зоны нечувствительности, электрическое поле в блоке PN-перехода преодолевается, другими словами, диод имеет прямую проводимость, и ток быстро растет по мере увеличения напряжения.При нормальном использовании напряжение на клеммах диода остается постоянным во время включения, и его также называют прямым напряжением диода.

2.2 Отрицательный

Когда приложенное обратное напряжение не превышает определенного диапазона, ток через диод представляет собой обратный ток, образованный дрейфующим движением неосновных носителей. Поскольку обратный ток небольшой, диод выключен. Этот обратный ток также называется обратным током насыщения или током утечки.Диоды из разных материалов имеют разные обратные токи. Силиконовая трубка имеет ток от 1 мА до десятков мА, а германиевые трубки могут достигать сотен мА. Кроме того, на обратный ток сильно влияет температура. Стабильность германиевых трубок хуже, чем у кремниевых.

2.3 Обратный пробой

Когда приложенное обратное напряжение превышает определенное значение, обратный ток внезапно увеличивается.Это явление называется электрическим пробоем. Пороговое напряжение, которое вызывает это, называется напряжением обратного пробоя диода. Кроме того, диод теряет однонаправленную проводимость при электрическом пробое. Если диод не перегревается из-за электрического пробоя, однонаправленная проводимость не может быть навсегда нарушена. После нормального восстановления напряжения диод может нормально работать, иначе диод выйдет из строя. Следовательно, обратное напряжение, подаваемое на диод, не должно превышать номинальное значение, указанное в таблице технических параметров.

1） Лавина

По мере увеличения обратного напряжения PN-перехода электрическое поле в области пространственного заряда усиливается. То есть через электроны и дырки в области пространственного заряда энергия, полученная электрическим полем, увеличивается, и электроны и дырки, движущиеся в кристалле, будут непрерывно сталкиваться с атомами кристалла. Когда энергия электронов и дырок достаточно велика, при таком столкновении электроны в ковалентной связи могут быть возбуждены с образованием свободной пары электрон-дырка.Это явление называется ударной ионизацией. Вновь сгенерированные электроны и дырки движутся в противоположном направлении под действием электрического поля, восстанавливают энергию и могут снова генерировать новые электронно-дырочные пары путем столкновения. Это эффект умножения текущей несущей. Когда обратное напряжение увеличивается до определенного значения, умножение носителей похоже на лавину на крутом снежном склоне. Носители увеличиваются намного быстрее и быстрее, в результате чего обратный ток резко увеличивается, поэтому в конце происходит лавинный пробой.

Лавинный пробой происходит в основном в диодах с низкой концентрацией примесей, и требуется относительно высокое напряжение, кроме того, напряжение пробоя обратно пропорционально концентрации.

2） Пробой Зенера

Когда применяется обратное напряжение на более высокое, чем на , в области пространственного заряда PN-перехода возникает сильное электрическое поле, которое может разрушить ковалентную связь, чтобы отделить захваченные электроны, и заставит электронно-дырочные пары образовать большой обратный ток. .Напряженность электрического поля, необходимая для пробоя стабилитрона, составляет около 2 * 105 В / см, что может быть достигнуто только в PN-переходе с особенно большой концентрацией примесей. Из-за большой концентрации примесей плотность заряда (т.е. примесных ионов) в области объемного заряда также велика. Следовательно, область пространственного заряда становится узкой, а напряженность электрического поля может быть высокой. Так что пробой стабилитрона чаще всего происходит в диодах с более высокими концентрациями примесей. Если концентрация легирования мала, а область барьера широкая, пробой стабилитрона будет происходить редко.

Направленность тока большинства диодов часто называют «выпрямляющими». В диоде ток может проходить только в одном направлении (это называется прямым смещением) и отключаться в обратном направлении (называемое обратным смещением). Диод можно рассматривать как электронный обратный клапан. Однако в действительности диоды демонстрируют не такую идеальную направленность включения-выключения, а довольно сложные нелинейные электронные характеристики, которые определяются конкретным типом диодов.

Напряжение и ток диода нелинейны, поэтому резисторы следует подключать при параллельном подключении разных диодов.

Ⅲ Частотная характеристика

Из-за наличия емкости перехода, когда частота в некоторой степени высока, емкостное реактивное сопротивление настолько мало, что вызывает короткое замыкание PN перехода. В этом случае диод потеряет однонаправленную проводимость и не сможет работать. Кроме того, чем больше площадь PN перехода, тем больше емкость перехода и тем больше невозможно работать на высокой частоте.

Ⅳ Региональные рабочие характеристики

1) Переднее рабочее пространство

Диод имеет прямую проводимость, и ток проводимости определяется внешним током, а максимальный ток не превышает максимального прямого рабочего тока диода, и прямое падение напряжения постепенно увеличивается с током, но изменение не большой.

2) Зона нечувствительности

Диод находится в состоянии положительного смещения, и его напряжение прямого смещения меньше, чем его напряжение включения, поэтому диод не может быть включен, и прямой ток равен нулю.

3) Обратное рабочее пространство

Когда диод находится в обратном рабочем состоянии, его обратный ток мал. Обычно силиконовая трубка имеет сопротивление от нескольких мкА до десятков мкА, а диод не проводящий. Вместе с передним рабочим пространством это рабочее пространство отражает однонаправленную проводимость диода, которая может использоваться для выпрямления и в других случаях.

4) Зона обратного пробоя

Диод тоже в обратном рабочем состоянии, но обратное напряжение большое. Хотя обратный рабочий ток диода быстро увеличивается, обратное рабочее напряжение остается практически неизменным. Эта характеристика может быть использована для стабилитрона.

Ⅴ Кривая VI (вольт-амперная характеристическая кривая)

Металлический проводник, когда температура существенно не меняется, его сопротивление постоянно, поэтому его характеристика вольт-ампер представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат.Электрический компонент, имеющий такие вольт-амперные характеристики, называется линейным элементом, потому что их температура может определять значения сопротивления.

Закон Ома — экспериментальный закон с металлическими проводниками. Применим ли этот вывод к другим проводникам, все еще требует экспериментальной проверки. Эксперименты показали, что, кроме металлов, закон Ома также применим к растворам электролитов, но не к газовым проводникам (таким как люминесцентные лампы, газы в неоновых трубках) и полупроводниковым компонентам.То есть в этих случаях ток не пропорционален напряжению, и такие электрические компоненты называются нелинейными компонентами.

Соотношение между напряжением, приложенным к PN-переходу, и током, протекающим через диод, называется вольт-амперной характеристической кривой, как показано на рисунке:

Примечание: Трубка падение напряжения диода: кремниевый диод (без подсветки) имеет прямое падение напряжения 0.7 В, а неоновая трубка — 0,3 В. Падение напряжения на передней трубке светодиодов зависит от цвета свечения. Существуют три контрольных значения основных цветов: падение напряжения красного светодиода составляет 2,0-2,2 В, желтого светодиода 1,8-2,0 В и зеленого светодиода 3,0-3,2 В. Номинальный ток при излучении света составляет примерно 20 мА.

Когда обратное напряжение превышает определенное значение U (BR), обратный ток резко возрастает, что называется обратным пробоем.

Конденсатор, эквивалентный изменению ширины обедненного слоя, называется барьерной емкостью Cb.

Когда на PN переход подается обратное напряжение, Cb значительно изменяется с изменением u. В соответствии с этим могут изготавливаться различные варакторные диоды.

Меньшая часть PN-перехода в стабильном состоянии называется неосновной несущей.

Когда PN-переход находится в прямом смещении, дырки, которые диффундируют из области P в область N, и свободные электроны, которые диффундируют из области N в область P, называются неравновесными неосновными носителями.

Процесс накопления и высвобождения заряда в диффузионной области такой же, как процесс зарядки и разрядки конденсатора.Этот эффект называется диффузионной емкостью.

Часто задаваемые вопросы о характеристиках диодов и его кривой V-I

1. Какие характеристики диода?
Основными статическими характеристиками диодов являются прямое напряжение VF и прямой ток IF, а также обратное напряжение и ток VR и IR. Область, обведенная оранжевой пунктирной линией на диаграмме справа, указывает полезную площадь выпрямительных диодов.

2.Какие характеристики идеального диода? Характеристики идеального диода

Пороговое напряжение: Идеальные диоды не имеют порогового напряжения.
Прямой ток: Идеальные диоды включают неограниченный прямой ток, когда любое прямое напряжение приложено к их клеммам.
Напряжение пробоя: Идеальные диоды не имеют напряжения пробоя.
Обратный (утечка) Ток

3. Каковы характеристики диода с pn переходом?
Область PN перехода переходного диода имеет следующие важные характеристики:
Полупроводники содержат два типа мобильных носителей заряда: «дырки» и «электроны».
Дырки заряжены положительно, а электроны — отрицательно.

4. Каковы параметры диода?
Пиковое обратное напряжение, PIV: Характеристики диода представляют собой максимальное напряжение, которое диод может выдерживать в обратном направлении. … Максимальный прямой ток: Для конструкции электронной схемы, которая пропускает любые уровни тока, необходимо обеспечить, чтобы максимальные уровни тока для диода не превышались.

5. Какова основная функция диода PN?
Диод с p-n переходом — это базовое полупроводниковое устройство, которое контролирует поток электрического тока в цепи.Он имеет положительную (p) сторону и отрицательную (n) сторону, создаваемую добавлением примесей с каждой стороны кремниевого полупроводника.

6. Является ли характеристика диода линейной?
Компонент схемы имеет нелинейную характеристику, если сопротивление не является постоянным на всем протяжении и является некоторой функцией напряжения или тока. Например, диод имеет разное сопротивление для разных значений напряжения. Однако он имеет линейную характеристику для узкой рабочей области.

7.Как температура влияет на кривую ВАХ диода?
Влияние повышенной температуры на характеристическую кривую диода с PN переходом показано на рисунке выше. Можно отметить, что прямая характеристика смещается вверх с повышением температуры. С другой стороны, обратная характеристика смещается вниз с повышением температуры.

8. Диоды переменного или постоянного тока?
Один или четыре диода преобразуют бытовую мощность 110 В в постоянный ток, образуя половинный (один диод) или двухполупериодный (четыре диода) выпрямитель.Диод пропускает через себя только половину сигнала переменного тока.

9. Каковы VI характеристики диода?
VI характеристики диода с PN переходом при прямом смещении нелинейны, то есть не являются прямой линией. Эта нелинейная характеристика показывает, что во время работы N-перехода сопротивление не является постоянным. Наклон диода с PN-переходом при прямом смещении показывает, что сопротивление очень низкое.

10. Увеличивают ли диоды напряжение?
Прямое напряжение
Чтобы «включиться» и проводить ток в прямом направлении, диод требует приложения определенного количества положительного напряжения…. Однако, когда напряжение приближается к номинальному прямому напряжению, большое увеличение тока по-прежнему должно означать лишь очень небольшое увеличение напряжения.

Вам также может понравиться

Характеристики диода Шоттки и его применение

Учебное пособие по стабилитронам

: каков принцип работы стабилитронов?

Учебное пособие по основам работы со светодиодами

Альтернативные модели

Часть	Сравнить	Производителей	Категория	Описание
Производитель.Номер детали: LAN91C111-NU	Сравнить: Текущая часть	Производитель: Microchip	Категория: Интерфейсные ИС	Описание: 2 канала (S), 100 Мбит / с, КОНТРОЛЛЕР СЕТИ ЛОКАЛЬНОЙ ЗОНЫ, PQFP128, 14 X 14 мм, ВЫСОТА 1 ММ, СООТВЕТСТВИЕ ROHS, TQFP-128
Производитель.Номер детали: LAN91C111I-NU	Сравнить: LAN91C111-NU VS LAN91C111I-NU	Производитель: Microchip	Категория: Интерфейсные ИС	Описание: Контроллер Ethernet, 100 Мбит / с, IEEE 802.3, IEEE 802.3u, 2,97 В, 3,63 В, TQFP, 128 контактов
Производитель № детали: LAN91C111-NS	Сравнить: LAN91C111-NU VS LAN91C111-NS	Производитель: Microchip	Категория: Интерфейсные ИС	Описание: Контроллер Ethernet, 100 Мбит / с, IEEE 802.3, IEEE 802.3u, 2,97 В, 3,63 В, QFP, 128 контактов
Производитель № детали: LAN91C111I-NS	Сравнить: LAN91C111-NU VS LAN91C111I-NS	Производитель: Microchip	Категория: Интерфейсные ИС	Описание: Контроллер Ethernet MICROCHIP LAN91C111I-NS, 100 Мбит / с, IEEE 802.3, IEEE 802.3u, 2,97 В, 3,63 В, QFP, 128 контактов

Вакуумный диод

В В 1904 году сэр Джон Эмброуз Флеминг изобрел первую вакуумную лампу. диод.Его еще называют клапаном Флеминга или термоэлектронной трубкой. Вакуумный диод — это электронное устройство, которое позволяет электрическому ток в одном направлении (от катода к аноду) и блокирует электрический ток в другом направлении (от анода к катоду).

Два электрода вакуумного диода

Вакуумный диод — это простейшая форма вакуумной лампы. Он состоит из двух электродов, катода и анода или пластины.В катод излучает свободный электроны. Следовательно, он называется эмиттером. Анод собирает свободные электроны. Следовательно, он называется коллектором.

Катод и анод заключены в пустой стеклянный колпак. Анод представляет собой полый цилиндр из молибдена или никеля. а катод представляет собой никелевый цилиндр, покрытый стронцием и оксид бария.Анод окружает катод. Между катод и анод пустое пространство, через которое свободные электроны или электрический ток.

Что такое электрод?

Электрод является проводником, по которому свободные электроны или электрические текущий уходит или входит. В вакуумном диоде катодом является электрод или проводник, из которого свободны электроны выбрасывается в вакуум.С другой стороны, анод — это электрод, который собирает свободные электроны, испускаемые катод. Другими словами, свободные электроны покидают катод и войти в анод.

Электрон эмиссия зависит от количества приложенного тепла и рабочая функция

Количество свободных электронов, испускаемых катодом, зависит от от двух факторов: количества приложенного тепла и работы выхода.

Если прикладывается большее количество тепла, больше свободных электронов испускается. Точно так же, если применяется меньшее количество тепла, меньше испускается количество свободных электронов.

минимальное количество энергии, необходимое для удаления свободных электронов из металла называется работой выхода. Металлы с низкой работой функция потребует меньшего количества тепловой энергии для выделения свободные электроны.С другой стороны, металлы с высокой работой функция потребует большого количества энергии испускать свободные электроны.

Следовательно, выбор хорошего материала увеличит эмиссию электронов эффективность. Наиболее часто используемые термоэлектронные эмиттеры включают: катод с оксидным покрытием, вольфрам и торированный вольфрам.

Напрямую и катод косвенного нагрева

Когда катод косвенно или напрямую нагревается, свободные электроны излучаются из него.

В катоде с прямым нагревом подводится тепловая энергия. прямо на катод. Следовательно, небольшое количество тепловой энергии достаточно, чтобы испустить свободные электроны с катода. Когда тепловая энергия подается непосредственно на катод, большое количество свободных электронов набирает достаточную энергию и разрывает связь с катодом.Свободные электроны, которые разорвать связь с катодом, выбрасываются в вакуум. Эти испущенные свободные электроны притягиваются к анод.

В катод косвенного нагрева, электрическое соединение не между катодом и нагревателем. Следовательно, катод не нагревается напрямую. Тепловая энергия подается в нагреватель, и нагреватель будет передавать свою тепловую энергию катод.Когда тепловая энергия, подаваемая на катод, увеличивается до желаемый уровень, свободные электроны в катоде получают достаточно энергии и разорвать связь с катодом. В свободные электроны, которые разрывают связь с катодом, выбрасывается в вакуум. Эти испущенные свободные электроны привлечено к аноду.

Вакуум диод с прямым напряжением

Когда тепло поступает в нагреватель, он получает тепловую энергию.Этот тепловая энергия передается катоду. Когда бесплатно электроны в катоде набирают достаточную энергию, они ломаются соединение с катодом и переходит в вакуум. Свобода электронам в вакууме требуется достаточная кинетическая энергия для добраться до анода.

Если напряжение подается на вакуумный диод таким образом, чтобы что анод подключен к положительному выводу, а катод подключен к отрицательной клемме (анод более положительный с относительно катода) свободные электроны в вакууме получает достаточно кинетической энергии, чтобы достичь анода.

ср знайте, что если две противоположно заряженные частицы расположены близко друг к другу они привлекаются. В этом случае анод положительно заряженные и свободные электроны, испускаемые катодом заряжены отрицательно. Следовательно, свободные электроны, которые получают достаточно кинетический энергия будет двигаться или притягиваться к аноду. Эти свободные электроны переносят электрический ток при движении от катод к аноду.

Если положительное напряжение, приложенное к пластине или аноду, увеличилось, количество свободных электронов, привлеченных к анод тоже увеличен. Таким образом, электрический ток в вакуумный диод увеличивается с увеличением анода или пластины Напряжение.

Вакуум диод с обратным напряжением

Если напряжение подается на вакуумный диод таким образом, чтобы анод подключен к отрицательной клемме, а катод подключен к положительной клемме (анод более отрицательный относительно катода) свободные электроны в вакууме получает достаточно кинетической энергии, чтобы достичь анода.Однако анод отталкивает свободные электроны, которые пытаются двигаться к нему.

ср знайте, что если две одинаковые заряженные частицы размещенные близко друг к другу, они отталкиваются. В этом В этом случае анод заряжен отрицательно, а свободные электроны испускаемые катодом, также имеют отрицательный заряд. Следовательно, анод отталкивает свободные электроны, испускаемые катод.Следовательно, в вакууме не течет электрический ток. диод.

Вакуум диод с участием нулевое напряжение

Если на вакуумный диод, анод или пластину не подается напряжение действует как нейтральный. Он не привлекает и не отталкивает свободных электроны, испускаемые катодом. Следовательно, свободные электроны испускаемые катодом, не перемещаются и не притягиваются к анод.

Следовательно, в вакуумном диоде отсутствует электрический ток. Однако большое количество свободных электронов, эмитируемых катодом, накапливается в одном месте возле катода и образует облако свободные электроны. Это облако свободных электронов возле катода называется пространственным зарядом.

Заключение

Следовательно, вакуумный диод пропускает электрический ток от катода к анод и не позволяйте электрическому току от анода к катод.Это одностороннее направление электрического тока позволяет вакуумному диоду действовать как переключатель. Если анод или пластина положительна по отношению к катоду, вакуумный диод действовать как замкнутый переключатель. С другой стороны, если анод отрицательный по отношению к катоду, действует как открытый выключатель.

11 величайших вакуумных ламп, о которых вы никогда не слышали

В эпоху, поддерживаемую квинтиллионами твердотельных устройств, стоит ли вам вообще заботиться об электронных лампах? Вы определенно должны! По богатству, драматизму и явному блеску немногие технологические временные рамки могут соответствовать 116-летней (и это число растет) истории электронных ламп.Чтобы доказать это, я составил список вакуумных устройств, которые за последние 60 или 70 лет бесспорно изменили мир.

И на всякий случай вы также найдете здесь несколько трубок, которые слишком уникальны, круты или странны, чтобы томиться в безвестности.

Конечно, в любое время, когда кто-то предлагает список из , что угодно, — самые удобные кроссовки для трейлраннинга, самые аутентичные итальянские рестораны в Кливленде, фильмы, которые лучше, чем книга, по которой они основаны, — кто-то другой обязательно взвесит в и либо объект, либо усилить.Итак, чтобы констатировать очевидное: это мой список электронных ламп. Но я бы с удовольствием прочитал твою. Не стесняйтесь добавлять его в разделе комментариев в конце этой статьи.

Мой список не является исчерпывающим. Здесь вы не найдете газонаполненной стеклянной посуды, такой как трубки Никси или тиратроны, никаких сверхвысоких импульсных микроволновых устройств, никаких электронно-лучевых дисплеев. Я намеренно не упомянул хорошо известные лампы, такие как спутниковые лампы бегущей волны. и магнетроны для микроволновых печей.И я в значительной степени придерживался радиочастотных ламп, поэтому я игнорирую огромное количество звуковых ламп — за одним примечательным исключением.

Но даже в рамках выбранных мною параметров существует столько удивительных устройств, что выбрать всего одиннадцать из них было довольно сложно. Итак, вот мой взгляд без особого порядка на некоторые лампы, которые имели значение.

Медицинский магнетрон

Фото: Teledyne e2v

Когда дело доходит до для эффективного генерирования когерентной радиочастотной мощности в компактном корпусе, вы не можете превзойти магнетрон.

Магнетрон впервые прославился во время Второй мировой войны, когда использовался британский радар.В то время как использование магнетронов в радарах начало сокращаться в 1970-х годах, трубка обрела новую жизнь в промышленных, научных и медицинских приложениях, которая продолжается и сегодня.

Медицинский магнетрон сияет именно для этого последнего использования. В линейном ускорителе он создает пучок электронов высокой энергии. Когда электроны в луче отклоняются ядрами мишени, состоящей из материала с высоким атомным номером, такого как вольфрам, производятся обильные рентгеновские лучи, которые затем могут быть направлены на уничтожение раковых клеток в опухолях.Первый клинический ускоритель для лучевой терапии был установлен в лондонской больнице Хаммерсмит в 1952 году. Магнетрон мощностью 2 мегаватта приводил в действие ускоритель длиной 3 метра.

Продолжается разработка мощных магнетронов для удовлетворения требований радиационной онкологии. Показанный здесь медицинский магнетрон, произведенный e2v Technologies (теперь Teledyne e2v), генерирует пиковую мощность 2,6 МВт при средней мощности 3 киловатта и КПД более 50 процентов. Его длина составляет всего 37 сантиметров, а вес около 8 килограммов, он достаточно маленький и легкий, чтобы поместиться во вращающийся рычаг аппарата лучевой терапии.

Гиротрон

Фото: Nuclear Fusion / IAEA

Задуманный в 1960-х годах в Советском Союзе, гиротрон представляет собой мощное вакуумное устройство, используемое в основном для нагрева плазмы в экспериментах по термоядерному синтезу, таких как ИТЭР, строящийся в настоящее время на юге Франции. Эти экспериментальные реакторы могут требовать температуры до 150 миллионов ° C.

Так как же работает гиротрон мегаваттного класса? Название дает подсказку: он использует пучки энергичных электронов, вращающихся или вращающихся в сильном магнитном поле внутри полости.(Мы, люди, занимающиеся лампами, любим наши -троны и -троды. ) Взаимодействие между вращающимися электронами и электромагнитным полем полости генерирует высокочастотные радиоволны, которые направляются в плазму. Высокочастотные волны ускоряют электроны в плазме, нагревая при этом плазму.

Лампа, вырабатывающая 1 МВт средней мощности, не будет маленькой. Термоядерные гиротроны обычно имеют высоту от 2 до 2,5 метров и вес около метрической тонны, включая сверхпроводящий магнит мощностью 6 или 7 тесла.

Помимо нагрева термоядерной плазмы, гиротроны используются в обработке материалов и в спектроскопии ядерного магнитного резонанса. Они также были исследованы на предмет несмертельного контроля толпы в Системе активного отрицания вооруженных сил США. Эта система излучает относительно широкий луч миллиметрового диапазона, возможно, полтора метра в диаметре. Луч предназначен для нагрева поверхности кожи человека, вызывая ощущение жжения, но не проникая в нижнюю ткань и не повреждая ее.

Миниатюрная трубка бегущей волны

Фото: L3Harris Electron Devices

Как следует из названия, лампа бегущей волны (ЛБВ) усиливает сигналы посредством взаимодействия между электрическим полем бегущей или распространяющейся электромагнитной волны в цепи и струящимся электронным пучком.[Более подробное описание того, как работает ЛБВ, см. В «Поисках идеальной вакуумной трубки», IEEE Spectrum , декабрь 2015 г.]

Большинство ЛБВ 20-го века были разработаны для чрезвычайно высокого усиления мощности с коэффициентами усиления 100000 и более. Но вам не всегда нужна такая большая выгода. Введите мини-ЛБВ, показанную здесь в примере от L3Harris Electron Devices. Мини-ЛБВ с усилением около 1000 (или 30 децибел) предназначена для приложений, где требуется выходная мощность в диапазоне от 40 до 200 Вт, и где желательны небольшие размеры и более низкое напряжение.Например, мини-ЛБВ мощностью 40 Вт, работающая на частоте 14 гигагерц, умещается в ладони и весит менее полукилограмма.

Оказывается, военные очень нуждаются в мини-ЛБВ. Вскоре после их появления в 1980-х годах мини-ЛБВ были приняты на вооружение в системах радиоэлектронной борьбы на самолетах и кораблях для защиты от ракет с радиолокационным наведением. В начале 1990-х годов разработчики устройств начали объединять мини-ЛБВ с компактным высоковольтным источником питания для питания устройства и твердотельным усилителем для его управления.Комбинация создала так называемый микроволновый силовой модуль или MPM. Благодаря небольшому размеру, малому весу и высокой эффективности усилители MPM сразу же нашли применение в радарах и передатчиках связи на борту военных дронов, таких как Predator и Global Hawk, а также в средствах электронного противодействия.

Ускоритель Klystron

Фото: Архивно-историческое бюро / Национальная ускорительная лаборатория SLAC

Клистрон открыл эру большой науки в области физики высоких энергий.Клистроны преобразуют кинетическую энергию электронного луча в радиочастотную энергию. Устройство имеет гораздо большую выходную мощность, чем лампа бегущей волны или магнетрон. Братья Рассел и Сигурд Вариан изобрели клистрон в 1930-х годах и вместе с другими основали компанию Varian Associates для его продажи. В наши дни ламповый бизнес Varian живет в компании Communications and Power Industries.

Внутри клистрона электроны, испускаемые катодом, ускоряются к аноду, образуя электронный пучок.Магнитное поле препятствует расширению луча при его прохождении через отверстие в аноде к коллектору луча. Между анодом и коллектором находятся полые конструкции, называемые полостными резонаторами. Высокочастотный сигнал подается на ближайший к катоду резонатор, создавая электромагнитное поле внутри полости. Это поле модулирует электронный луч, когда он проходит через резонатор, в результате чего скорость электронов изменяется и электроны сгруппируются по мере их движения к другим полым резонаторам, расположенным ниже по потоку.Большинство электронов замедляются, проходя через последний резонатор, который колеблется с большой мощностью. В результате выходной сигнал намного превышает входной.

В 1960-х годах инженеры разработали клистрон, который служил источником радиочастот для нового 3,2-километрового линейного ускорителя частиц, строящегося в Стэнфордском университете. Работая на частоте 2,856 гигагерц и используя пучок электронов в 250 киловольт, клистрон SLAC производил пиковую мощность 24 МВт. Более 240 из них были необходимы для достижения энергии частиц до 50 миллиардов электрон-вольт.

Клистроны SLAC проложили путь к широкому использованию электронных ламп в качестве источников радиочастот для передовой физики элементарных частиц и источников рентгеновского излучения. Версия клистрона SLAC мощностью 65 МВт все еще находится в производстве. Клистроны также используются для досмотра грузов, стерилизации пищевых продуктов и радиационной онкологии.

Трубка бегущей волны с кольцевой штангой

Фото: L3Harris Electron Devices

Одна из трубок времен холодной войны , которая до сих пор пользуется успехом, — это огромная трубка бегущей волны с кольцевым стержнем.Эта мощная лампа стоит более 3 метров от катода до коллектора, что делает ее самой большой в мире ЛБВ. На базе ВВС Кавальер в Северной Дакоте имеется 128 ЛБВ с кольцевыми стержнями, обеспечивающими радиочастотную мощь чрезвычайно мощного радара с фазированной антенной решеткой. Этот радар с частотой 440 мегагерц, получивший название «Система определения характеристик атаки по периметру» (PARCS), предназначен для поиска баллистических ракет, запускаемых в направлении Северной Америки. Он также контролирует космические запуски и орбитальные объекты в рамках сети космического наблюдения.PARCS, построенный GE в 1972 году, отслеживает более половины всех объектов, вращающихся вокруг Земли, и, как говорят, способен идентифицировать объект размером с баскетбольный мяч на расстоянии 2 000 миль (3218 км).

Еще более высокочастотная версия трубки с кольцевым стержнем используется в радаре с фазированной антенной решеткой на удаленном острове Шемья, примерно в 1900 км от побережья Аляски. Этот радар, известный как Cobra Dane, отслеживает запуски неамериканских баллистических ракет. Он также собирает данные наблюдения за космическими запусками и спутниками на низкой околоземной орбите.

Схема, используемая в этом чудовище, известна как кольцевой стержень, который состоит из круглых колец, соединенных чередующимися полосами или стержнями, повторяющимися по его длине. Эта установка обеспечивает более высокую напряженность поля поперек электронного луча трубки, чем ЛБВ садовой разновидности, в которой радиочастотные волны распространяются по спиралевидному проводу. Более высокая напряженность поля трубки с кольцевым стержнем приводит к большему увеличению мощности и хорошему КПД. Показанная здесь лампа была разработана компанией Raytheon в начале 1970-х годов; теперь он производится L3Harris Electron Devices.

Убитрон

Фото: Роберт Филлипс

За пятнадцать лет до был изобретен термин «лазер на свободных электронах», была вакуумная лампа, работавшая по тому же основному принципу — убитрон, что в некотором роде означает «взаимодействие волнообразных лучей».

Убитрон был изобретен в 1957 году случайно. Роберт Филлипс, инженер микроволновой лаборатории General Electric в Пало-Альто, Калифорния, пытался объяснить, почему одна из ламп бегущей волны в лаборатории колеблется, а другая — нет.Сравнивая две трубки, он заметил различия в их магнитной фокусировке, из-за которых луч в одной трубке шевелился. Он полагал, что эта волнистость может привести к периодическому взаимодействию с электромагнитной волной в волноводе. Это, в свою очередь, может быть полезно для создания чрезвычайно высоких уровней пиковой мощности радиочастоты. Так родился убитрон.

С 1957 по 1964 год Филлипс и его коллеги построили и испытали множество убитронов. На фотографии 1963 года, показанной здесь, коллега из GE Чарльз Эндерби держит убитрон без магнита-вигглера.Эта лампа, работающая при напряжении 70 000 вольт, вырабатывала пиковую мощность 150 кВт на частоте 54 ГГц, что является рекордным уровнем мощности, который сохранялся более десяти лет. Но армия США, которая финансировала работы по убитрону, прекратила НИОКР в 1964 году, потому что не было антенн или волноводов, которые могли бы выдерживать такие высокие уровни мощности.

Современные лазеры на свободных электронах используют тот же основной принцип, что и убитрон. Фактически, в знак признания его новаторской работы над убитроном, Филлипс получил в 1992 году Премию лазеров на свободных электронах.ЛСЭ, которые сейчас установлены в больших источниках света и рентгеновского излучения на ускорителях частиц, производят мощное электромагнитное излучение, которое используется для исследования динамики химических связей, понимания фотосинтеза, анализа того, как лекарственные препараты связываются с мишенями, и даже для создания тепла, плотная материя, чтобы изучить, как образуются газовые планеты.

Карцинотрон

Фото: CSF .

Французская трубка , называемая карцинотроном, — еще один интересный пример, рожденный холодной войной.Связанный с магнетроном, он был разработан Бернаром Эпштейном в 1951 году в Compagnie Générale de Télégraphie Sans Fil (CSF, теперь часть Thales).

Как и убитрон, карцинотрон вырос из попытки решить проблему колебаний на обычной трубке. В этом случае источником колебаний была мощность радиочастотного контура, текущая в обратном направлении, в направлении, противоположном электронному лучу трубки. Эпштейн обнаружил, что частота колебаний может изменяться в зависимости от напряжения, что привело к патенту на лампу с регулируемой по напряжению «обратной волной».

Около 20 лет электронные глушители в Соединенных Штатах и Европе использовали карцинотроны в качестве источника радиочастотной энергии. Показанная здесь лампа была одной из первых, изготовленных CSF в 1952 году. Она выдавала 200 Вт ВЧ-мощности в диапазоне S, который простирается от 2 до 4 ГГц.

Учитывая уровень мощности, с которым они могут справиться, карцинотроны довольно компактны. Модель мощностью 500 Вт, включая постоянный фокусирующий магнит, весит всего 8 кг и имеет размеры 24 на 17 на 15 см, что на оттенок меньше, чем обувная коробка.

А странное название? Филипп Тувенен, специалист по вакуумной электронике из Thales Electron Devices, сказал мне, что это слово происходит от греческого слова karkunos , что означает раки. И раки, конечно, обратным ходом плавают.

Двухрежимная лампа бегущей волны

Фото: Northrop Grumman

Двухрежимный TWT представлял собой необычную микроволновую лампу, разработанную в Соединенных Штатах в 1970-х и 80-х годах для электронного противодействия радиолокационным станциям.Эта лампа, способная работать как в непрерывном режиме с низким энергопотреблением, так и в импульсном режиме большой мощности, следовала старой пословице, что два лучше, чем один: у нее было два луча, две цепи, две электронные пушки, два фокусирующих магнита и два коллектора, все заключен в единый вакуумный конверт.

Основным преимуществом трубки было то, что она расширила возможности использования данного приложения — например, система противодействия могла работать как в непрерывном, так и в импульсном режимах, но с одним передатчиком и простым антенным питанием.Управляющая сетка в электронной пушке в более короткой импульсной секции могла быстро переключать лампу с импульсной на непрерывную волну или наоборот. Поговорим об упаковке большого количества возможностей в небольшой пакет. Конечно, если произойдет утечка вакуума, вы потеряете обе функции лампы.

Показанная здесь лампа была разработана подразделением Power Tube Division компании Raytheon, которое было приобретено Litton Electron Devices в 1993 году. Raytheon / Litton, а также Northrop Grumman производили двухрежимную ЛБВ, но, как известно, ее было трудно производить в больших объемах, и она была снята с производства в начале 2000-х.

Многолучевой клистрон

Фото: Thales

Мощность, которую из нас выучили в детстве, равна напряжению, умноженному на ток. Чтобы получить больше энергии от вакуумной лампы, вы можете увеличить напряжение электронного луча лампы, но для этого потребуется трубка большего размера и более сложный источник питания. Или вы можете увеличить ток луча, но это тоже может быть проблематично. Для этого вам необходимо убедиться, что устройство может поддерживать более высокий ток и что необходимое магнитное поле может безопасно транспортировать электронный пучок через цепь трубки, то есть ту часть трубки, которая взаимодействует с электронным пучком.

Кроме того, эффективность лампы обычно падает с увеличением тока пучка, потому что страдает группировка электронов, необходимая для преобразования энергии.

Все эти предостережения применимы, если вы говорите об обычной вакуумной лампе с одним электронным пучком и одной схемой. Но что, если вы используете несколько лучей, исходящих от нескольких катодов и проходящих по общей цепи? Даже если отдельные токи пучка умеренные, общий ток будет высоким, при этом общая эффективность устройства не пострадает.

Такое многолучевое устройство исследовалось в 1960-х годах в США, Советском Союзе и других странах. Работа в США прекратилась, но деятельность в СССР продолжалась, что привело к успешному развертыванию многолучевого клистрона или МБК. Советы использовали многие из этих трубок для радаров и других целей.

Выше показан современный образец МБК, произведенный в 2001 году французской фирмой Thomson Tubes Electroniques (ныне часть Thales). Этот МБК был разработан для немецкой установки электронного синхротрона (DESY).Более поздняя версия используется в Европейском центре рентгеновского лазера на свободных электронах. Трубка имеет семь лучей, обеспечивающих полный ток 137 ампер с пиковой мощностью 10 МВт и средней мощностью 150 кВт; его эффективность превышает 63 процента. Напротив, однолучевой клистрон, разработанный Thomson, обеспечивает пиковую мощность 5 МВт и среднюю мощность 100 кВт с КПД 40 процентов. Таким образом, с точки зрения возможностей усиления один МБК эквивалентен двум обычным клистронам.

Коакситрон

Фото: RCA .

Все трубки , которые я описал до сих пор, являются тем, что специалисты называют пучково-волновыми устройствами (или струйно-волновыми в случае магнетрона).Но до появления этих устройств в трубках были решетки, которые представляли собой прозрачные, похожие на экран металлические электроды, вставленные между катодом и анодом трубки для управления или модуляции потока электронов. В зависимости от того, сколько сеток в лампе, ее называют диодом (без сеток), триодом (одна сетка), тетродом (две сетки) и т. Д. Лампы малой мощности назывались «приемными лампами», потому что они обычно использовались в радиоприемниках или в качестве переключателей (здесь я должен отметить, что то, что я называл «лампой», известно британцам как «клапан.»)

Были, конечно, сетевые лампы большей мощности. Передающие лампы использовались, как вы уже догадались, в радиопередатчиках. Позднее сетевые лампы большой мощности нашли свое применение в широком спектре интересных промышленных, научных и военных приложений.

Триоды и сеточные лампы более высокого порядка включали катод, сетку управления током и анод или коллектор (или пластину). Большинство этих трубок были цилиндрическими, с центральным катодом, обычно нитью накала, окруженным электродами.

Коакситрон, разработанный RCA в 1960-х годах, представляет собой уникальную модификацию цилиндрической конструкции. Электроны текут радиально от цилиндрического коаксиального катода к аноду. Но вместо того, чтобы иметь один эмиттер электронов, катод коакситрона сегментирован по окружности с многочисленными нагретыми нитями, служащими источником электронов. Каждая нить накала формирует свой собственный пучок электронов. Поскольку бимлет течет радиально к аноду, магнитное поле (или магнит) не требуется для ограничения электронов.Таким образом, коакситрон очень компактен, учитывая его выдающуюся мощность около мегаватта.

Коакситрон мощностью 1 МВт, 425 МГц весил 130 фунтов (59 кг) и имел высоту 24 дюйма (61 см). Несмотря на то, что усиление было скромным (от 10 до 15 дБ), он по-прежнему оставался незаменимым в качестве компактного сверхвысокочастотного усилителя мощности. RCA рассматривала коакситрон как источник для управления ВЧ-ускорителями, но в конечном итоге нашла применение в мощных УВЧ-радарах. Хотя коакситроны недавно уступили место твердотельным устройствам, некоторые из них все еще используются в устаревших радиолокационных системах.

Telefunken Audio Tube

Фото: Thump / Soundgas

Важная обычная лампа с решетками находится на противоположном конце спектра мощности / частоты от мегаваттных зверей, таких как клистрон и гиротрон. Почитаемый аудиоинженерами и записывающими артистами, Telefunken VF14M использовался в качестве усилителя в легендарных микрофонах Neumann U47 и U48, любимых Фрэнком Синатрой и продюсером Beatles сэром Джорджем Мартином.Интересный факт: в лондонской студии Abbey Road выставлен микрофон Neumann U47. Буква «M» в обозначении трубки VF14M указывает на то, что она подходит для использования с микрофоном и присуждается только лампам, прошедшим проверку в Neumann.

VF14 — пентод, что означает, что он имеет пять электродов, включая три сетки. Однако при использовании в микрофоне он работает как триод, причем две его решетки связаны вместе и соединены с анодом. Это было сделано, чтобы использовать якобы превосходные звуковые качества триода.Схема нагревателя VF14, которая нагревает катод так, что он испускает электроны, работает при 55 В. Это напряжение было выбрано таким образом, чтобы две трубки можно было соединить последовательно через сеть 110 В для снижения затрат на электропитание, что было важно в послевоенная Германия.

В настоящее время вы можете купить полупроводниковую замену VF14M, которая даже имитирует цепь нагревателя на 55 В. Но сможет ли он воспроизвести этот теплый, прекрасный ламповый звук? С этим звуковые снобы никогда не согласятся.

Эта статья опубликована в печатном выпуске за ноябрь 2020 года как «9 величайших вакуумных трубок, о которых вы никогда не слышали.»

Мощность вакуума пробирки, используя старые клапаны и вакуум отказы труб

Мощность вакуума пробирки, используя старые клапаны и вакуум отказы трубок и вакуумная трубка неудачи

Отказ вакуумной трубки

[На главную] [Наверх]

Связанные страницы:

Ссылка для продажи CTR Engineering Inc.

8877 3CX1500A7 отказы

Нить накала Срок службы

Пиковое напряжение высоковольтной дуги при неправильной настройке

811 история трубки

Трубка Характеристики

Нейтрализация

Ссылки на страницу вниз

Gettering_and_Arcing

Нити

Энергосетевые вакуумные лампы используются в системах усиления, где напряжение сетки на катод контролирует ток пластины (анода).Система может быть линейной или нелинейный, это может быть усилитель или регулятор. По сути, трубка действует как переменное сопротивление последовательно с диодом, катод к аноду «Сопротивление» контролируется в основном сетками. Тетрод или пентод, когда работает нормально, имеет более «жесткое» сопротивление по отношению к анод-катоду. Напряжение. Триоды несколько более «рыхлые», напряжение анод-катод имеет несколько большее влияние на «сопротивление» анода-катода.

Электросеть вакуумные лампы покрывают широкий спектр Приложения.А широкий выбор стили развились с годами. Дизайн каждой трубки — это компромисс некоторых тип, предназначенный для лучше подходят для нескольких конкретных приложений или улучшают определенные характеристики. Для например, есть десятки сеток и катод (электрон эмиттер) конструкции. Есть широкий разновидность анода стили и типы. Даже обогреватели или волокна имеют много форм, материалов, и характеристики.

Передающие лампы обычно работают при довольно высоких напряжениях. 1 кВ — это минимум, который мы находим в скромных усилителях мощности, в то время как высокая мощность усилители могут работать при напряжении 20 кВ и более.Нормальное пиковое анодное напряжение в типичном усилитель класса AB, почти дважды анод постоянного тока Напряжение. Это означает, что лампа должна выдерживать в несколько раз максимальное напряжение постоянного тока. напряжение, приложенное к сцене. Трубку 3-500Z считаю хорошей, когда анод держит отключите не менее 8 кВ при испытании на статическую утечку. Для этого требуется очень жесткий вакуум. В малейшее количество газа значительно снизит напряжение пробоя.

Большой враг электронных ламп со стеклянной оболочкой, которые не эксплуатировался исправно есть газ.Это особенно верно в отношении трубок с графитовым анодом и трубок с большими штырями. Пористый графит имеет тенденцию медленно высвобождать захваченный газ с течением времени. В передающих трубках со стеклянной оболочкой обычно используется проволока или штырь с покрытием Kovar. Покрытие «Ковар» позволяет приклеивать к стеклу особого состава. В трубках с штырями с коварным покрытием большого диаметра, выступающими через совместимое со склеиванием (боросиликатное) стекло, такое как конверты типа 4-250A — 4-1000A, часто возникают проблемы с хранением из-за проникновения газа через уплотнения. Уплотнения Kovar чувствительны к влажности, и большинство передающих трубок поглощают или дегазируют только во время реальной эксплуатации.Вот почему новые старые стеклянные передающие трубки очень опасны для образования газовой дуги. По мере увеличения диаметра штифта утечка через уплотнение становится более проблематичной. 811A — это довольно низкий риск, в то время как 3-1000Z — довольно высокий риск утечки через уплотнение.

Я был на блошином рынке с другом в 1970-х. Мой друг купил новые в коробке 3-400 пробирок со старым кодом даты, я купил новые использованные вытяжные элементы с аналогичной датой производства. Когда мы попробовали пробирки, его пробирки NOS были загазованы. Мои выдвижные трубки были идеальными.НИКОГДА не покупайте старые стеклянные пробирки без согласованной гарантии!

Большой враг электросеть с высоким коэффициентом усиления трубки (или клапаны) с использованием оксида металла катоды сеточные текущий и избыточный катод ток или низкие температуры катода.

Общее Проблемы обоих типов будут рассмотрены более подробно ниже.

Никто не любит тратить деньги или смотреть, как запчасти выходят из строя. В целях чтобы помочь другим продлить срок службы трубки, иногда заявляет, что увеличить срок службы трубки ».Это может или может быть правдой, потому что это зависит от трубки типа и что такое «сложное», а что «легкое». Есть много случаев, когда бег «легкий» режим может сократить срок службы лампы, а в некоторых случаях «тяжелый» режим может привести к повреждению трубка в секундах.

Неверная информация повсюду, и иногда она принимается как факт. ARRL, как бы осторожно они ни старались быть, опубликовал больше, чем несколько некорректные статьи об усилителе и сроке службы лампы. Легко увидеть, как это случается, потому что мало кто ведет значимую статистику, а немногие, кажется, глубоко разбираюсь в электронных лампах и усилителях.это умирающая наука, как общие знания электроники, потому что мало кто интересуется, почему что-то происходит, а некоторые из любопытных на самом деле никогда не измеряют то, что, по их утверждениям, измеряют.

Типы и срок службы трубок (обзор)

Трубка с торированной вольфрамовой нитью может работать «жестко», точно полного насыщения излучения катода накала, и срок службы будет не короче или дольше, чем при легкой работе, при условии, что элементы бомбардируются электронами или конверт не перегревается и не подвергается постоянному термическому повреждению.Мы можем более низкое напряжение накала в торированной вольфрамовой трубке, и при условии, что это не загрязняться от продолжительной работы при слишком низком напряжении, все такое происходит отсечение пиков.

Металлооксидная катодная трубка может быстро выйти из строя при такой эксплуатации. Этот Вот почему им иногда приходится запускать таймер, предотвращающий ток до катод полностью нагрет, что иногда может быть временем разогрева выпрямителя. трубки и другие трубки в системе! Понизьте напряжение накала в оксиде металла. катодная трубка слишком низка, и вы можете испортить ее за секунды!

В пределах выбросов и теплового повреждения трубки практически не изнашиваются. быстрее или медленнее, если просто работать на холостом ходу или работать.Это не похоже на механический двигатель, где работа на высоких оборотах значительно увеличивает износ из-за механической нагрузки на внутренние детали увеличивающие трение. На самом деле, слишком холодно часто намного хуже чем жарко.

Был передатчик RCA, который использовал 4-400A в каскаде драйвера, и лампы имели хронические сбои. Это произошло потому, что анод никогда не окрашивался. У Эймака предположение, RCA изменился на лампу с более низким рассеиванием в этом семействе ламп и жизни стало нормально. Анод немного покраснел, и срок службы увеличился.

Самая распространенная проблема с лампами сегодня — это как и все остальное, бедняжка. контроль качества материалов (ингредиентов), антисанитарная сборка и плохая кондиционирование, тестирование или старение. Большинство трубок поступают из одних и тех же мест, и просто имеют другую внешнюю маркировку или «особенности», а внутреннее то же самое с такими же проблемами.

Дни 20-летних ламп почти прошли и никуда не вернутся. изменение сделано после процесса сборки. Распространенные проблемы преждевременного выхода из строя нельзя отсеять, прооперировать или отрегулировать.Плохая работа, где анод плавленый, управляемый. Этикетки для тюбиков, розничные продавцы или другое, чем мы занимаемся, за исключением случаев, когда это является серьезной ошибкой, для большинства трубок не будет никакой разницы.

Нумерация Eimac Система

В то время как производители используют разнообразие нумерации системы, большинство Eimac трубки использовать легко расшифрованный система.

Первый число = количество активные элементы в трубка

Первый письмо = конверт тип

ничего или — = стекло
С = керамика

Секунда буква = тип анода

ничего или — = внутренний
Х = внешний
Вт = вода
В = пар

Номер группа = анод диссипация (фактическая рассеивание может быть выше, чем номер типа трубки, поэтому проверить книги)

Последняя буква = База или тип подключения

Пустой = штифты или выступы
А или Z = коаксиальный или штифты
F = отводы

Последняя число = мю, где 1 = самый низкий мю через 7 = самый высокий mu

От это мы видим 3CX3000F7 — это триод с керамическим конверт и внешний анод, имеет примерно 3000 рассеиваемая мощность (на самом деле диссипация 4000 Вт), летает ведет, и самый высокий му группы 3CX3000 (наиболее подходит для заземленного сетка).

В кроме того, некоторые трубки есть дополнительные буквы вставлены в номер типа. Примерами являются 4PR1000 или 3CPX800A7. P обычно означает рейтинг пульса и R более прочный строительство.

Электрон Излучатели

Электросеть вакуумные лампы работают термоэмиссией эмиссионный процесс. В вакуумная трубка, мы обычно называют эмиттер электронов а «катод». Катод может быть с прямым подогревом или накала-катод. Другой тип — это с косвенным нагревом, или нагреватель-катод тип электрона эмиттер.

г. катод, независимо подкатегории, использует материал легко в состоянии «сдаться» электроны с теплом. Катод нагревается почти идеальный вакуум для температуры от около 1000К (мы бы увидели это как красное свечение) до 2600 К (а желтовато-белый светиться). Эта жара поставляет энергию слабо связанный электроны на поверхность катода, вызывая некоторые электроны, чтобы убежать катодный материал. Эти электроны образуют облако приостановлено вокруг катода. 2 Специальный Характеристики Чистый Вольфрам 2400-2600 2-10 100–1000 Иммунный к положительному ионы, могут быть действовал в самый высокий анод напряжения.Немедленное включение. торированный Вольфрам 1800-2000 50–100 700-3000 Много выше эмиссия, но менее невосприимчив к положительные ионы. Может быть действовал в уменьшенный нить напряжение или работал с пиковые токи сверх эмиссии пределы с небольшой эффект в жизни. Мгновенный на. Нити оксидные 1000–1100 200–1000 400–3000 Очень высокая эмиссия на ватт нить власть, но очень сильно Чувствительный к положительные ионы.Эмиссия сбои случаются с низкого температура операция, если электронное облако истощен. Должно быть тщательно разогретый перед любым ток нарисовано, но время прогрева короткий. Оксид-катоды 1000–1100 10-200 1000-3000 Высокая эмиссия в малый катод. Долгая разминка время. Высокий пиковое излучение для пульса Приложения.

Положительно ионы образуются через ионизацию остаточного газы. Высокий скорость анодных напряжений формирование положительные ионы. В космический заряд (электронное облако) окружающий катод отталкивает положительные ионы, и удерживает ионы от отравление катод. Когда положительные ионы загрязнять катод, электрон эмиссия снижена.

Вольфрам имеет самый высокий температура плавления из любого металла, выше 3600К. Вольфрам имеет способность к работать на высоком уровне температуры для много часов без испарение материалы становятся серьезная проблема.Вольфрам — один из немного материалов способен противостоять полное истощение электронное облако в вакуумной трубке. Вольфрамовые излучатели не повреждены избавление от электронные облака и результирующий катодная бомбардировка положительными ионами. Этот иммунитет к повреждение означает эмиссионная жизнь не сокращено на чрезмерный ток, операция до полная температура достигнут или низкий нить Напряжение.

Если катодный материал Чувствительный к положительные ионы работал с чрезмерное высокое напряжение, или имеет избыточный катод ток для катод действующий температура, это будет страдать от выброса отказ.Вот почему с косвенным нагревом трубки или оксидно-катодные лампы должно быть давно контролируемая разминка раз до любого катодный ток нарисовано. Мы должны НИКОГДА работать 3CX1500A7 / 8877, 3CX800A7 или другой оксидно-катодные лампы при пониженном нагревателе Напряжение! Этот позволит катодный защитный электронное облако быть истощены, и ничего не будет предотвратить положительный ионы от удара и отравление катод.

Аноды

г. анод работает с положительным потенциал.Этот создает сильную электрическое поле к более отрицательно заряженному катоду. Этот электрический потенциал разница вызывает электростатический (действительно статический) в любой момент времени, но динамически меняющееся со временем) поле, которое притягивает электроны от катода.

Сетка или сетки создают статическое поле, окружающее сетку. провода. Это поле, поскольку оно находится между анодом и катодом, изменяет разность полей между анодом и катодом. Это действительно становится составной частью система, с сетками, изменяющими разность потенциалов, которую «видит» катод. Катодные электроны из облака, образовавшегося вокруг катода, являются либо ускоренный, либо замедляется, когда они проходят через отверстие в сетках.

Катодные электроны в конечном итоге ударяют анод на достаточно высокий скорость. Поскольку электроны имеют массу и скорость у них есть кинетическая энергия. Этот энергия производит тепло, а также смещение других электроны из анод. Количество тепло пропорционально к скорости и количество электронов. Преобразованная электрическая мощность постоянного тока нагревать анод напряжение, умноженное на анод текущий, в любом замороженное мгновение время.

The фактическая тарелка рассеивание, или нагрев пластины, — это интегрированный во времени продукт анода умножение тока на напряжение в течение длительного периода с небольшими отсчетами времени.

Справочники говорят нам Рассеяние на аноде — это входная мощность пластины за вычетом выходной мощности РЧ. Пока это метод не включает все, это способ разумно оценить анодное рассеивание.

В больших мощных лампах такие элементы, как нить накала и экранная сетка нагрейте анод.Это тепло, как правило, невелико, хотя непосредственно с подогревом внешних анодных трубок, теплопередача между нитью и анодом может быть сотни ватт.

При работе с большими передающими трубками мы можем игнорировать малые Передача тепла от нити или сетки к аноду. Обычно подавляющее большинство тепла анода исходит от кинетической энергии электронов, когда они ударяются о анод. Этот нагрев очень похож на нагрев резистора и следует за ним. умножение напряжения на ток в любой момент времени.Если, при в любой момент времени, напряжение анод-катод ускоряется электронов составляет 3000 вольт, и в тот же момент анодный ток составляет 200 мА, тепло в этот момент составляет 3000 * 0,2 = 600 Вт. Это верно для КАЖДЫЙ момент во время работы трубки! Настоящий усредненный по времени нагрев — это интегрированное по времени значение непрерывно изменяющейся анодное рассеивание за многие тысячи полных циклов пластинчатого тока. Время должно быть достаточно долго, чтобы получить хороший «образец» нагрева.

С типичным AB2 класса 3-500Z, при работе на максимальной мощности 3000 вольт максимальное мгновенное напряжение между пластиной и катодом составляет около 5500 вольт. При этом напряжении анодный ток равен нулю (или почти ноль) ток. Рассеяние в момент пикового напряжения или около пика напряжение, составляет 5500 * 0 = 0 Вт (плюс теплопередача нитью и сеткой).

В той же системе будет максимальный анодный ток при минимальном анодном напряжении. достиг. Минимальное анодное напряжение может составлять 500 вольт, с 1.2 ампера мгновенный ток. В тот момент это было бы 600 ватт тепла (плюс теплопередача нити и сетки). Большой Площадь анода анода имеет значительную тепловую массу. Тепловой масса «сглаживает» нагрев со временем до среднего значения. Фактическая проблема — это усредненное по времени количество тепла за многие секунды. В зависимости от типа анода, время усреднения может составлять от 15 до 45 секунд с 3-500Z. трубки.

Это усреднение важно, поскольку оно ограничивает температуру анода. при перегрузках.Рассеивание 1000 Вт за 10 секунд не вызывает больше проблем с нагревом, чем 500 Вт в течение 20 секунд или 250 Вт в течение 40 секунд. В какой-то момент тепло выходит из анода, в случае 3-500 в основном через инфракрасное излучение, температура анода помещается в равновесие. Если тепловое равновесие достигается при безопасной температуре, трубка может обрабатывать эту мощность неограниченное время.

Рассеивание тесно связано с формой волны на аноде и анодным током. ширина импульса. Усилители класса A имеют устойчивое среднее анодное рассеивание, с анодным током, выделяющим тепло в течение всего сигнального цикла.В интегрированное по времени или усредненное по времени рассеяние на аноде стабильно на некоторых уровень. С другой стороны, усилители класса C могут иметь гораздо меньше анода. нагревать. Анод близок к тому, чтобы быть выключенным или включенным, как переключатель в серия с малым сопротивлением. Среднее анодное рассеивание намного меньше для данной выходной мощности сигнала, чем у усилителя более класса A, поскольку усилитель класса А тратит долгое время нахождения в местах с высоким рассеянием.

В усилителе с постоянный ток, анодное рассеивание найти довольно легко путем умножения ускоряющее напряжение (анод-катод потенциал) раз анодный ток.В система усилителя, диссипация — это сложная функция постоянно замена анода напряжение и ток. В таких системах очень близко приближение анодное рассеивание дается путем умножения средний анод текущий в среднем анодное напряжение, и вычитая полезные мощность, извлеченная Загрузка.

г. следующая картина внутренне поврежденный анод YC-156 / 3CPX5000A7 трубка. Эта трубка была работал с большой блок питания это была строка 1 Ом 2 Вт неисправность резисторы:

Внутренний Аноды

Многие лампы меньшей мощности использовать внутренние аноды.Внутренние анодные трубки может использовать любой электрон эмиттер или сетка конфигурация хотя самый общий большой типы передачи использовать торированный вольфрам нить накала / катоды. Внутренние анодные трубки охлаждаются инфракрасная радиация, прямым тепловым проведение конверт и через внешние связи через приводит к выходу из конверт.

г. анод часто служит три очень важных функции в передача трубка:

г. анод собирает большинство из электронный ток от эмиттер электронов в трубе (катод)
г. анод должен рассеивать тепло произведено из кинетическая энергия электронов которые поражают анод
г. анод часто дегазирует трубка

The материал, используемый в анод зависит от тип трубки и производитель.Самый передающие трубки использовать молибден, тантал, графит (углерод) или другой высокая температура материалы в анод. Материал должен быть механически и электрически стабильно, даже когда работая с очень высокий температуры.

В передающие трубки, практически весь анод отопление происходит от кинетическая энергия электронов ударяя по аноду. Настоящий сопротивление материалы в анод (и другие элементы в трубка) очень низкая, и относительно небольшое количество из отопление затмевается путем нагрева от электроны врезаются в поверхность анода.

Высшее силовой внутренний анод трубки почти всегда получать удовольствие материал с покрытием прямо на анод. Получатель действует как губка, впитывая любой газ молекулы внутри трубка. Это необходимо, потому что любой газ создает положительные ионы, сокращение срока службы трубки. Не только это, даже малейшая сумма газа сильно уменьшает напряжение пробоя через вакуум.

Примечание: Пиковое анодное напряжение в правильно настроенном и правильно управляемый усилитель приближается в два раза больше постоянного тока анодный потенциал, и в условиях неправильная настройка, нагрузка неисправности или чрезмерные напряжение анода привода может быть несколько раз анод постоянного тока потенциал.это важно, чтобы любой трубка имеет анод напряжение пробоя при минимум четыре или больше раз ожидаемый самый высокий анод постоянного тока потенциал, или случайный анод сетка (и катод) дуга может происходить.

г. наиболее общий геттерирующий материал цирконий. Для например, цирконий используется на вне графита или молибденовые аноды в 3-500Z и др. трубки. Это тускло-серый пудровый или зернистая текстура покрытие, которое вы видите на поверхность 3-500Z, 811A и 572B аноды.

цирконий получатели лучше всего в около 1000 градусов C, поэтому большой металлический анод передающие трубки как 4-400А, 4-1000A и 3-500Z должен работать с тускло-красным до красный цвет анода.Цирконий также выпускает газы и поглощает другие газы в различных температуры. В переменная температура по длине анод (и как анод нагревается и охлаждает) позволяет агент получения поглотить широкий разнообразие газов.

г. самый быстрый способ погубить 3-500Z или другое стеклянная электросеть трубка, это никогда показать цвет анода в течение длительного промежуток времени! Хранение 3-500Z для много лет без операция почти гарантирует вспышка будет произойти на первом применение высоких пик анод Напряжение.

Газ, либо из бедных производство обработка, выводящий газ из элементы или печать утечка основной режим отказа стеклянных трубок. Вторичный по отношению к высоковакуумный (газовый) дуги проблемы как плохие сварные швы или сетка или катод материалы, которые падают из-за несогласованности к тепловому или механический стрессы.

Внешний Аноды

ср обычно ассоциируется внешние аноды с дорогие трубки имея хрупкий низкое рассеивание сетки, длительный прогрев катоды оксида времени, и беднее надежность трубок словно 3CX1500A7 / 8877, 8874, или 3CPX5000A7.

Внешний анодные трубки, просто как внутренний анодные трубки, можно использовать любой тип сетки и катод состав.

3CX1200’s, 3CX3000 и 3CX10,000 это популярные трубки с использованием торированный вольфрам излучатели. У них есть очень долгая жизнь, почти мгновенно разминка, и очень прочные сетки.

Внешний конструкция анода обеспечивает три основные преимущества, все это центр около размера сокращение:

Подробнее рассеяние (мощность) может быть обрабатывается в упаковка меньшего размера
Компактный размер позволяет лучшая операция на более высоком частоты
Усиление выше, потому что электроны более целенаправленный и лучше контролируется в электростатический поле сетки

оксидно-катодные лампы наслаждайтесь двумя последними преимущества.Окись катоды обеспечивают очень компактный сильноточный эмиттер. Как обычно катодный оксид депонированы в группах или кольца, и сетка провода выровнены прямо над разрывы в оксидных полосах. 8877, для пример, имеет довольно большой диаметр катод (над 1 «). Более 100 концентрических лент оксида на хранение на катод и сетка провод выравнивается просто за пределами области каждая полоса излучения.

Это строительство позволяет управляющая сетка электростатическое поле контролировать выбросы, но держите провода сетки подальше от начальный катод-анод электронные потоки.Сетка размещена очень близко к катод (тысячные доли дюйм), а анод много дальше.

г. результат очень низкий ток сетки (сетка перехват) с провода размещение вне электронный поток, и очень высокий выигрыш от очень высокое соотношение электрических полей (от дальнего анода и очень тесная сетка) достигая катода электронное облако.

К сожалению те же самые вещи которые создают очень высокий выигрыш также вызывает производство и потенциальный рабочий проблемы.Близкий расстояние между катодом и сетка увеличивается шанс сетко-катодные шорты. Критическое размещение сеточных проводов вне многих катодные ленты делает сетка восприимчива к выравниванию проблемы. Если каждый сетка из проволоки сотни проводов, не совсем выровнен за пределами электронный поток электроны будут воздействовать на один или несколько провода и причинить золото мигрировать с сетка. Механизм очень похож на воду испарение, скорее чем катастрофический событие вроде кипячения или таяние. Золото будет медленно испариться и повторно депонировать в другом месте в трубке, либо вызывая дуги, шорты или отравление катодного оксида.Это самый общая неудача металлооксидный катод трубки.

Керамика трубки с торированным вольфрамовый электрон излучатели имеют много более долгая жизнь и более высокая надежность чем любой другой тип трубы электросети, как генерал правило. Они объединить лучшее из оба мира, имея низкая утечка через уплотнение и низкое газовыделение типично для керамики внешние анодные трубки и прочный более широкий рассеяние сетки.

г. единственный недостаток торированный вольфрам керамические трубки усиление и частота ответ обычно меньше чем предоставленный оксидно-катодный трубки.

г. самые частые неудачи в торированный вольфрам керамические трубки относятся к старости и потере эмиссии. Керамика трубки имеют очень хорошие срок годности, в отличие от большой стакан трубки.

Сетка контролировать движение электронов внутри трубка через электрические поля окружающая сетка провода. Электрический поле выходит за рамки много проводов составляя сетку, почти полностью доминирующий высокий электрическое поле созданный анод.

г. анод и сетка обычно работают в более низкие температуры чем те, где надежный термоэмиссионный выброс появляются электроны.С небольшим или без термоэмиссионный эмиссия, электрический потенциал разница (сильная электрическое поле градиент) между анод и сетка (и) приводит к минимальным текущий поток (движение электронов) между анодом и сетка. Большинство из ток, который делает поток между анодом и сетка возникает из-за остаточного газа молекулы, создающие ионы или электроны вытеснен из анод кинетическим энергия катод-анод электронный поток как электроны воздействуют на анод.

Повышенный температуры сетки, в первую очередь вызвано кинетическая энергия катодные электроны ударяя по сетке, может в конечном итоге достигать величин где сетка на самом деле начинает показать термоэлектронный эмиссия.Много люди предполагают сетка рассеивается рейтинг трубки значение, установленное сеткой неудача, но это неверно. В рейтинг рассеивания на самом деле сила связанное значение, указание мощности требуется для нагрева сетки достаточно, чтобы начать термоэмиссионный эмиссия.

Eimac определяет рейтинг сетка рассеивания трубка за счет увеличения долгосрочная сетка рассеяние пока периодически проверка на очень короткие интервалы для термоэлектронная эмиссия из сетки.

В актуальность, вольфрам решетки в трубках вроде 3-500Z могут быть действовал в температуры, где они показывают цвет без постоянного повреждать.Пока трубка работа на таком температура скомпрометировано, сетка и трубка часто не страдает постоянным повреждать.

г. то же самое не верно для позолоченные сетки, как те, что в металлооксидный катод трубки. Сетки плакированные с мягким плохо связанный материалы, такие как золото страдать постепенно долгосрочный ухудшение даже с умеренно низким уровни сетки Текущий. Нагрейте сетка металлооксидный катод трубка до температуры даже намного ниже накаливания, и результат мгновенно необратимый отказ.

Это вот почему ВСЕ металлооксидный катод трубки должны иметь быстродействующий электронная сетка системы защиты, и почему предохранители и еще хуже резисторы предназначенные как предохранители не предлагать защиты вообще к сеткам в металлооксидный катод усилители.

Просто как анодное рассеивание не может быть определяется просто умножение Ip раз ЕР в рабочем усилитель, управление рассеивание сетки может не определяться просто умножение напряжение по току в подклассе 2 усилитель (т.е. AB2). Остерегайтесь любых статья или автор кто тебе говорит РФ сетевое напряжение может просто умножаться по средней сетке ток, чтобы определить рассеивание сетки.

Сетка диссипация, как анодное рассеивание, интегрированный во времени функция мгновенный рассеяние по всей РФ цикл.Компьютер модели сделали сложная задача расчетная сетка текущий простой и точный. За исключением что тебе нужно сделать настоящий комплекс анализ сетки система, например, в Чаффи анализ.

В ступени, управляемые сеткой, предполагая полную мощность нанесен на сетку точно известно, рассеивание сетки определяется вычитание мощности смещения от электросети РФ. Это очень похоже к краткой форме определение анодное рассеивание от анодной мощности и Выходная мощность RF. Это нелегко работать в УМ с катодом, потому что мощность привода смешивается с выходом власть.

Сетки обычно поддерживается только в одно или два места, и использовать очень маленькие провода. Обычно базовый материал формирование сетки выбран, чтобы быть очень тяжело, и иметь минимальное движение более широкий перепады температуры. Нормальная база металл в большой мощности трубки вольфрамовые, так же, как используется в нити. Металлооксидные трубы требуется золото наложение, чтобы предотвратить заражение материалы.

Сетка сбои происходят из четыре основные причины:

Плохо согласование сетка вызывает некоторые области для «горячий пятно, место» без общего текущее существо высокий
чрезмерное сетевой ток в оксид металла трубки причины золото для миграции
Золото покрытие не всегда связаны должным образом, в результате чего распыление или отслаивание золота
Плохо сварные швы или материал проблемы результат в сетке коробление или переезд в катод

Не производитель трубок связанная сетка отказы, как анод неудачи в общем результат из серии довольно длинный злоупотребление распространилось длительные периоды время.

г. следующая картина сетка YC156 / 3CPX5000A7 это было разрушено одиночная высоковольтная дуга. В единственная вина защита была струна 1 Ом 2 резисторы ватт:

Использование Старые трубы

Трубки которые имеют «набор вверх «на некоторое время часто собирают газ. Этот газ либо приходит из медленного утечка через трубку уплотнения или дегазация трубчатых элементов. Это номер одна проблема со старым вакуумные трубки.

Другая причина токи утечки депозиты на изоляция внутри конверт трубки.Это может происходить из часы с длинной нитью на оксиде металла катодные лампы. Катодные материалы может перейти на изоляция и форма высокое сопротивление дорожка.

г. раздел ниже описывает, как убрать газ в старом трубки.

Геттеринг и дуга

Геттеринг очень важно, так как даже крошечный количество газа будет вызвать дуга с низким сопротивлением от анода до сетки или катод. В нормальные результаты такие дуги взорваны сеточные дроссели, разрушенный анод дроссели, повреждены метровые шунты и другие проблемы вызывают по большой вине токи.В то время как мало кто винит высокие токи короткого замыкания по паразитам, это на самом деле невозможно для паразита создать такие дуги. Все анодные и сетка может сделать это истощить электрон облако из области катода, и доступные ток даже с паразитарный ограничен доступными эмиссия. Неконтролируемые дуги всегда результат газа или выравнивание элементов в трубка, скорее чем чрезмерный ток от колебания.

Анод системы должны иметь последовательное сопротивление к ограничение пикового тока в случае дуга трубы или отказ.Эта серия сопротивление должно всегда быть в анод между фильтр конденсаторы и ВЧ удушение. Диодный зажим должен быть установлен для защиты счетчиков, особенно сетка метр, так как сетка в норме путь любого внутреннего трубная дуга.

Керамика трубки, из-за низкий анод рабочий температуры, есть геттерирующий агент применяется к катод или нить накала сборка. Это единственная область внутри трубка, которая нагревает достаточно, чтобы активировать наиболее общий геттерирующие материалы. Керамика трубки без внутренние недостатки или сломанные пломбы могут обычно быть получено бегом нить на номинальное напряжение для длительный период время до применение любых высокое напряжение.В нормальное время для геттеринг находится между один час и один полный день. Если трубка не попадает в течение дня это скорее всего никогда будет восстановлен к оперативному относительно чистый вакуум.

Стекло внутренние анодные трубки обычно имеют геттерирующий материал покрытые анодами, что должно быть работал на высоком температуры до активировать геттер. Стеклянные трубки имеют склонность к тюленю утечка и элемент обезвоживание, оба из что привело к короткая жизнь для большие трубки. Это не стекло, которое протекает газ, а скорее Коварский сплав использовался для приклеить стекло к металлический выступ через конверт.

Ковар также подлежит ржавчина. Как ни странно кажется, стекло передающие трубки следует хранить в сухой место нахождения. Стеклянные трубки должны работать на полную температура каждые несколько месяцев.

U nder некоторые условия стеклянная трубка может быть восстановлен в операция путем запуска низкие анодные напряжения и положительное предубеждение сетки. Это будет иногда позволяют полное рабочий анод температура должна быть достиг, и трубка может быть «приготовленный» в течение нескольких часов. У меня было около 50% степень успеха восстановление старого 3-500Z, которые имеют сидел годами без использования.Даже хотя они изначально дугообразный строго в полном объеме напряжение, приготовление их при низком напряжении и положительная сетка смещение, чтобы показать анод цветной вакуум был восстановлен.

Мост важно, дуга сам сломается вниз и добывающий газ внутри трубки. Вот почему усилитель с газовая трубка будет иногда работают без проблем после внезапной трубки дуга.

Умышленное искрение и перегрев, в то время как откачивая трубку, часто нормальный часть трубки производство процессы.

Нить накала жизнь в вакууме трубки, как нить жизнь в лампочках это сложный функция часы работы, горячие и холодные циклы (тепловой удар), механический удар, и температура. Помимо избегания физические удары трубка, или езда на велосипеде нить выключена и без нужды, температура — это только переменная, которую мы можем контроль. Мы должны убедитесь, что нить эксплуатируется на или ниже максимума рекомендуемое напряжение.

В любительская служба, волокна и обогреватели редко (если когда-либо) эксплуатируются достаточно часов, чтобы иметь рабочее время связанные сбои.Большинство ламп накаливания неудачи механические поломки, больше связано с постоянное включение и выключение цикличность трубки чем носить от расширенные часы консервативный операция.

Механический такие вопросы, как материал или сборка дефекты могут сочетаться с закрытым элементом расстояния внутри трубка и причина неудачи. С участием расстояния в тысячи дюймов, даже малейший изменение физического форма или расположение волокна или катоды могут создавать сетка-нить (или катодные) шорты. Качество материалов и производство техники по трубке производители критично для трубки жизнь, а иногда допускаются ошибки.

Некоторые утверждается, что колебания могут вызвать нити к гнуться, но там нет ничего, что даже удаленно поддерживает такие претензии.

Для например, нормальный пик нити ток с синусоидальным питанием Нить накала 3-500Z примерно в 1,414 раза 15 ампер или 21 амперы. Общая сила на филаментная спираль 11 грамм распределены на площади 7 см для это 21 ампер ток в типичный винтовой структурный размеры нить.

г. небольшой дополнительный сила полностью насыщенная эмиссия состояние (которое требуется около 1000 вольт положительного сетевое напряжение) приводит только к 30% увеличение в целом сила изгиба, малозначительный в любой нити достаточно крепкий, чтобы последние годы в норме операция.Не только может ли пиковый ток не доходить до фатального уровни, хотя любые тип излучения, сетка-катод потенциал не способен достигать уровней обязательно пропитать нити.

Почему Трубка идет Хлопнуть?

В заказ на любую трубку при любых условиях рисовать больше, чем пик насыщенный текущий, действующий потенциал должен превзойти поломку напряжение трубка.

Есть две причины чрезмерный ток может течь между элементов в тубусе:

г. пик анод напряжение питания превышает удерживающее напряжение трубки, вызывая хороший трубка к дуге
г. трубка может быть дефектный либо через газ или неправильно расположенный анод или сетка

Либо этих условий позволит внутренняя дуга, с ток повреждения ограничено в основном внешняя цепь сопротивления.Колебания, вроде нормальная мощность привода, может только взять здоровая трубка до насыщенный лимиты выбросов. Даже тогда это было бы взять сотни или тысячи сетка-катод вольт пропитать эмиссия невозможное состояние если кто-то ездит на 3-500Z по ошибке с 4CX5000 или некоторые другие большие ПА!

Есть это особенный условие, где трубки могут выйти из строя, и вот где чрезмерно высокий компоненты напряжения используются в резервуаре системы. Под нагрузкой условия неисправности, когда ничего не впитывает энергия, поставляемая танк и танк компоненты не насыщать или поломка, трубка пиковое анодное напряжение может достичь уровня где возникает дуга в здоровом трубка.Смотрите нагрузку неисправности и настройка раздел, а практичный демонстрация области этого Веб-сайт.

Сводка

Трубки относительно прочные компоненты, но они одни из основные моменты неудачи в любом электрическое устройство который использует трубки. Хотя многие из нас хотел бы верю, что мы можем сделать малая схема изменения, чтобы продлить трубка жизнь, факт это самая трубка сбои связаны к материалу или строительство проблемы внутри трубка. В любительском сервис, большинство неудачи относятся к производство проблемы в трубка.

Удаление газа и утечка через уплотнение особенно хлопотно в стекле трубки, так как пористые аноды и несовершенные металлостеклянные уплотнения позволить крохотный количество газа в введите вакуум.

Кому застраховать максимальную жизнь в любительской службе с использованием торированного вольфрамовые трубки:

Keep уплотнения ниже оцененный температура
Избегайте длительные периоды избыточный анод или сетка рассеивание
Избегайте длительные периоды бездействия
Избегайте напряжение накала Над производитель рейтинг
Do не чрезмерно цикл нить накала
Do не подлежит трубка для шока или вибрация
Использование какая-то форма надежный ток короткого замыкания ограничение в анод

Кому застраховать максимальную жизнь в любительской службе с использованием оксида металла катодные трубки:

Keep уплотнения ниже оцененный температура
Избегайте длительные периоды избыточный анод рассеивание
Избегайте даже очень короткий периоды чрезмерная сетка рассеяние включая пост электронный поездка по сетке цепь
Избегайте напряжение накала ВЫШЕ или МЕНЬШЕ в производитель рейтинг
Do не чрезмерно цикл нить накала
Всегда позволить полный разминка перед позволяя любому катодный ток к потоку
Никогда применять чрезмерно высокое напряжение, как он может раздеться или отравить катод
Do не подлежит трубка для шока или вибрация
Использование какая-то форма надежный ток короткого замыкания ограничение в анод

с августа 2003

Технология вакуумных трубок: перспектива около 1950 г.

Перечисленные здесь определения взяты из «Стандарты на электронные трубки: определения терминов», , опубликованного в 1950 году. Институтом радиоинженеров, организацией, которая позже стала IEEE.Около 200 ученых и инженеров работал над стандартом, который заменил тот, который IRE выпустил в 1938 году.

Имеется множество недавно разработанных специальных трубок. К 1950 году мы видим диссекторы, ортиконы, моноскопы, кинескопы и иконоскопы. которые были разработаны для приложений телевидения и обработки изображений, входят в стандартный словарь. Гексод, гептод, и октод также становятся стандартными.

Одно из наиболее распространенных применений многосеточных ламп — это гетеродинные схемы для радиоприемников, в которых входной радиочастотный сигнал преобразуется в фиксированную промежуточную частоту для дальнейшего усиления и демодуляция.С пентагридной преобразовательной трубкой (официально определяемой IRE как гептод) один электрон stream используется как для гетеродина, так и для смесителя, для операций, ранее требовавших двух отдельных ламповых контуров. В более общем смысле, электронная схема, которая меняет одну частоту на другую, определяется комитетом IRE как преобразователь , термин довольно часто встречается в стандарте.

Приведенные ниже определения описывают параметры трубки с точки зрения проводимости, а не импеданса.Поскольку они взаимны друг с другом, одно легко переводится в другое. Вход удобнее, когда рассматривать трубки как контролируемые источники тока. Это можно увидеть, например, в трактовке Томасом Мартином усилители с общим катодом в Electronic Circuits (Prentice-Hall, 1956).

Электрод ускоряющий. Электрод, к которому приложен потенциал, увеличивающий скорость электронов в пучке.

Электрод ускоряющий (электронно-лучевой трубки). Электрод, потенциал которого создает электрическое поле для увеличения скорости электронов пучка.

Коэффициент усиления. Коэффициент μ для электродов пластины и управляющей сетки электронной лампы при условии, что ток пластины поддерживается постоянным.

Анод (электронной трубки). Электрод, через который основной поток электронов покидает межэлектродное пространство.

Напряжение пробоя анода (трубки тлеющего разряда с холодным катодом). Напряжение на аноде, необходимое для создания проводимости через основной промежуток, когда промежуток стартера не проводит ток, а все другие элементы трубки удерживаются под катодным потенциалом перед пробоем.

Падение анодного напряжения (трубки тлеющего разряда с холодным катодом). Падение напряжения основного промежутка после установления проводимости в основном промежутке.

Астигматизм (электронно-оптический). В электронно-лучевой трубке — дефект фокуса, при котором электроны в разных осевых плоскостях фокусируются в разных точках.

Доступное усиление мощности преобразования (преобразователя). Отношение доступной мощности выходной частоты от выходных клемм преобразователя к доступной мощности входной частоты от задающего генератора. (Примечание. Максимальный доступный коэффициент усиления по мощности преобразования преобразовательного преобразователя получается, когда входная оконечная проводимость на входной частоте является сопряженной с полной проводимостью точки возбуждения входной частоты преобразовательного преобразователя.)

Доступная мощность. От генератора или электрического преобразователя, мощность, которая была бы доставлена к выходному внешнему оконечному устройству генератора или преобразователя, если бы полное сопротивление внешнего оконечного устройства было сопряжено с проводимостью выходной точки возбуждения генератора или преобразователя.

Доступное усиление мощности (электрического преобразователя). Отношение доступной мощности на выходных клеммах преобразователя к доступной мощности от управляющего генератора.(Примечание. Максимальный доступный коэффициент усиления по мощности электрического преобразователя получается, когда входная оконечная проводимость является сопряженной с проводимостью точки возбуждения на входных клеммах преобразователя. Иногда ее называют полностью согласованным коэффициентом усиления мощности. )

Средний ток электрода. Значение, полученное путем интегрирования мгновенного тока электрода за время усреднения и деления на время усреднения.

Трубка отклоняющего луча. Электронно-лучевая трубка, в которой ток в выходной цепи регулируется поперечным перемещением электронного луча.

Луч-силовая трубка. Электронно-лучевая трубка, в которой используются направленные электронные лучи, которые существенно способствуют ее способности управлять мощностью, и в которой управляющая сетка и экранная сетка по существу выровнены.

Трубка камеры (звукосниматель). Электронно-лучевая трубка, в которой изображение электронного тока или плотности заряда формируется из оптического изображения и сканируется в заданной последовательности для получения электрического сигнала.

Катод (электронной трубки). Электрод, через который первичный поток электронов попадает в межэлектродное пространство.

Время нагрева катода (газовой трубки). Время, необходимое для достижения катодом рабочей температуры при нормальном напряжении, приложенном к нагревательному элементу.

Время нагрева катода (вакуумной трубки). Время, необходимое для того, чтобы скорость изменения катодного тока достигла максимального значения. (Примечание — все напряжения на электродах должны оставаться постоянными во время измерения.В начале испытания все элементы трубки должны иметь комнатную температуру.)

Электронно-лучевая трубка. Электронно-лучевая трубка, в которой луч может быть сфокусирован до небольшого поперечного сечения на поверхности и изменен по положению и интенсивности для получения видимого рисунка.

Усилитель класса А. Усилитель, в котором напряжение смещения сетки и переменное напряжение сетки таковы, что ток пластины в определенной лампе постоянно течет.

Усилитель класса AB. Усилитель, в котором смещение сетки и переменные напряжения сетки таковы, что ток пластины в конкретной лампе течет значительно больше половины, но меньше всего электрического цикла.

Усилитель класса B. Усилитель, в котором смещение сетки приблизительно равно нулю, когда напряжение на сетке отсутствует, и поэтому ток пластины в конкретной трубке течет примерно половину каждого цикла при приложении переменного напряжения сетки.

Усилитель класса C. Усилитель, в котором смещение сетки заметно больше, чем значение отсечки, так что ток пластины в каждой лампе равен нулю, когда не подается переменное напряжение сетки, и так, чтобы ток пластины в конкретной лампе протекал заметно меньше половины каждого цикла при подаче переменного напряжения сети. (Примечание. Чтобы обозначить, что ток сети не течет во время какой-либо части входного цикла, суффикс 1 может быть добавлен к букве или буквам идентификации класса. Суффикс 2 может использоваться для обозначения того, что ток течет в течение некоторой части цикл.)

Холодный катод. Катод, работающий без нагрева.

Трубка с холодным катодом. Электронная лампа с холодным катодом.

Коллектор. Электрод, который собирает электроны или ионы, выполнившие свои функции в трубке.

Комбинированное управляющее напряжение. Напряжение анода эквивалентного диода, объединяющее эффекты всех напряжений отдельных электродов при установлении тока, ограниченного пространственным зарядом.

Температура конденсированной ртути (трубки с ртутным паром). По определению, температура, измеренная на внешней стороне оболочки трубки в области конденсации ртути в стеклянной трубке или в определенной точке металлической трубки.

Правила поведения при исправлении ошибок. Отношение переменного тока электрода низкой частоты к синфазной составляющей переменного напряжения низкой частоты электрода, при этом высокочастотное синусоидальное напряжение прикладывается к тому же или другому электроду, а все другие электродные напряжения поддерживаются постоянными.

Характеристика постоянного тока. Соотношение, обычно представляемое графиком, между напряжениями двух электродов, при этом ток одного из них, а также все другие напряжения остаются постоянными.

Контрольная характеристика (газовой трубки). Отношение, показанное на графике, между критическим напряжением сети и анодным напряжением.

Управляющий электрод. Электрод, на который прикладывается напряжение для изменения тока, протекающего между двумя или более другими электродами.

Control Grid. Сетка, обычно размещаемая между катодом и анодом, для использования в качестве управляющего электрода.

Коэффициент регулирования (газовой трубки). Отношение изменения анодного напряжения к соответствующему изменению критического напряжения сети при постоянных всех других рабочих условиях.

Преобразовательная крутизна (гетеродинного преобразователя). Частное отношение величины желаемой выходной частотной составляющей тока к величине входной частотной (сигнальной) составляющей напряжения, когда импедансом выходной внешней оконечной нагрузки пренебрежимо мало для всех частот, которые могут повлиять на результат.(Примечание. Если не указано иное, этот термин относится к случаям, когда входное частотное напряжение имеет бесконечно малую величину. Все прямые электродные напряжения и величина напряжения гетеродина должны оставаться постоянными.)

Преобразователь. Электрический преобразователь, в котором входная и выходная частоты различаются. (Примечание. Если свойство преобразования частоты преобразователя зависит от частоты генератора, отличной от частоты входной или выходной частоты, частота и напряжение или мощность этого генератора являются параметрами преобразователя.)

Коэффициент усиления напряжения преобразования (преобразователя). Отношение (1) величины напряжения выходной частоты на выходной нагрузке с преобразователем, вставленным между генератором входной частоты и выходной нагрузкой, к (2) величине напряжения входной частоты на входе. прекращение преобразователя.

Трубка преобразователя. Электронная лампа, сочетающая в себе функции смесителя и гетеродинного преобразователя частоты.

Критический ток сети. В газовой трубке — мгновенное значение тока сети, когда начинает течь анодный ток.

Критическое напряжение сети. В газовой трубке — мгновенное значение напряжения сети, при котором начинает течь анодный ток.

Напряжение отсечки (электронной трубки). Напряжение на электроде, которое уменьшает значение зависимой переменной характеристики электронной лампы до заданного низкого значения. (Примечание — Конкретная характеристика отсечки должна быть идентифицирована следующим образом: ток в зависимости от напряжения отсечки сети, яркость пятна в зависимости от напряжения отсечки сетки и т. Д.)

Электрод замедляющий (электронно-лучевой трубки). Электрод, потенциал которого создает электрическое поле для уменьшения скорости электронов пучка.

Отклоняющий электрод. Электрод, потенциал которого создает электрическое поле для отклонения электронного луча.

Отклоняющая вилка. Сборка из одной или нескольких катушек, через которые ток создает магнитное поле для отклонения электронного луча.

Коэффициент отклонения (электронно-лучевой трубки). Величина, обратная чувствительности отклонения.

Чувствительность к отклонению (трубки электронно-лучевого осциллографа). Частное смещения электронного луча в месте удара на изменение отклоняющего поля. (Примечание. Чувствительность к отклонению обычно выражается в миллиметрах на вольт, приложенном между отклоняющими электродами, или в миллиметрах на гаусс отклоняющего магнитного поля.)

Чувствительность к отклонению (электронно-лучевой трубки с электростатическим отклонением). Частное смещения пятна на изменение отклоняющего потенциала.

Чувствительность отклонения (магнитно-отклоняющей электронно-лучевой трубки). Частное смещения пятна на изменение отклоняющего магнитного поля.

Чувствительность отклонения (магнитно-отклоняющей электронно-лучевой трубки и узла ярма). Частное смещения пятна на изменение тока отклоняющей катушки.

Время деионизации (газовой трубки). Время, необходимое для восстановления управления сетью после прерывания анодного тока. (Примечание — чтобы быть точным, времена ионизации и деионизации газовой трубки должны быть представлены как семейства кривых, связывающих такие факторы, как температура конденсированной ртути, анодные и сеточные токи, анодные и сеточные напряжения и регулирование сетевого тока.)

Диод. Двухэлектродная электронная трубка, содержащая анод и катод.

Характеристики диода (многоэлектродной трубки). Характеристика составного электрода, полученная для всех электродов, кроме катода, соединенных вместе.

Прямое смещение сетки. Прямая составляющая сетевого напряжения (Примечание — это обычно называется сеточным смещением).

Диссекторная трубка. Трубка камеры, имеющая непрерывный фотокатод, на котором сформирована фотоэлектрическая эмиссионная картина, которая сканируется путем перемещения ее электронно-оптического изображения по апертуре.

Доступ к управляющим точкам (между терминалом j -й и эталонным терминалом сети терминалов n ). Частное комплексной переменной составляющей I _j тока, протекающего на вывод j -го от его внешнего вывода комплексным переменным компонентом В _j напряжения, приложенного к j th терминал по отношению к контрольной точке, когда все другие терминалы имеют произвольные внешние выводы.(Примечание.При указании проводимости точки возбуждения данной пары выводов сети или преобразователя, имеющего две или более пары выводов, ни одна из двух пар которых не содержит общий вывод, все другие пары выводов подключаются к произвольным проводам. )

Динод (электронной трубки). Электрод, основная функция которого заключается в изменении посредством вторичной электронной эмиссии электронного тока на себя или на другие электроды.

Электрод (электронной трубки). Проводящий элемент, который выполняет одну или несколько функций излучения, сбора или управления движением электронов или ионов с помощью электрического поля.

Проводимость электрода ( j Электрод n -электродная электронная трубка. Проводимость точки возбуждения короткого замыкания между j -м электродом. (Примечание. электронное достоинство электронной лампы: точка возбуждения и проводимость передачи должны определяться так, как если бы они измерялись непосредственно на электродах внутри трубки.По этой причине включены определения адмиттанса и импеданса электрода.)

Емкость электрода (концевой электронной трубки n ). Емкость, определенная из проводимости точки возбуждения короткого замыкания на этом электроде.

Характеристики электрода. Зависимость, обычно показываемая графиком, между напряжением электрода и током электрода, при этом все другие напряжения электродов поддерживаются постоянными.

Электродная проводимость. Действительная часть проводимости электрода.

Электродный ток (электронной трубки). Ток, проходящий к электроду или от электрода через межэлектродное пространство. (Примечание. Термины катодный ток, ток сетки, анодный ток, ток пластины и т. Д. Используются для обозначения электродных токов для этих конкретных электродов. Если не указано иное, электродный ток измеряется на доступной клемме.)

Время усреднения электродного тока. Интервал времени, в течение которого ток усредняется при определении рабочих возможностей электрода.

Рассеивание электрода. Мощность, рассеиваемая электродом в виде тепла в результате электронной и / или ионной бомбардировки.

Импеданс электрода. Величина, обратная проводимости электрода.

Сопротивление электрода. Величина, обратная проводимости электрода. (Примечание — это эффективное параллельное сопротивление, а не реальная составляющая импеданса электрода.)

Напряжение на электроде. Напряжение между электродом и катодом или определенной точкой нитевидного катода.(Примечание. Термины «напряжение сети», «напряжение на аноде», «напряжение на пластине» и т. Д. Используются для обозначения напряжения между этими конкретными электродами и катодом. Если не указано иное, считается, что напряжения электродов измеряются на доступных клеммах.)

Трубка электрометра. Высоковакуумная трубка с очень низкой проводимостью управляющего электрода для облегчения измерения чрезвычайно малого постоянного тока или напряжения.

Электронно-лучевая трубка. Электронная лампа, рабочие характеристики которой зависят от формирования и управления одним или несколькими электронными лучами.

Электронное устройство. Устройство, в котором электронная проводимость осуществляется через вакуум, газ или полупроводник.

Электронная эмиссия. Выделение электронов из электрода в окружающее пространство. Количественно это скорость, с которой электроны испускаются из электрода.

Электронная пушка. Электродная структура, которая производит и может управлять, фокусировать и отклонять электронный луч.

Электронная трубка. Электронное устройство, в котором электроны проводят через вакуум или газовую среду в газонепроницаемой оболочке.

Электронный. Относящиеся к устройствам, схемам или системам, использующим электронные устройства, или относящиеся к ним. Примеры: Электронное управление, электронное оборудование, электронные приборы и электронные схемы.

Электроника. Область науки и техники, которая занимается электронными устройствами и их использованием.Электроника в качестве прилагательного обозначает область электроники или относится к ней. Примеры: Инженер-электронщик, курс электроники, лаборатория электроники и комитет электроники.

Электростатическая фокусировка. Способ фокусировки электронного луча под действием электрического поля.

Элемент (электронной трубки). Любая неотъемлемая часть трубки, которая способствует ее работе.

Эмиссионная характеристика. Связь, обычно показываемая графиком, между эмиссией и фактором, контролирующим эмиссию (например, температура, напряжение или ток нити накала или нагревателя).

Эквивалентный диод. Воображаемый диод, состоящий из катода триода или многосеточной лампы и виртуального анода, к которому прикладывается составное управляющее напряжение, так что катодный ток такой же, как в триоде или многосеточной лампе.

Внешнее оконечное устройство (терминала j -го терминала сети n ). Эта пассивная или активная сеть с двумя терминалами, которая подключена извне между и -м терминалом и опорной точкой.

Ток неисправности электрода (импульсный ток электрода). Пиковый ток, протекающий через электрод в условиях неисправности, таких как обратная дуга и короткое замыкание нагрузки.

Бесполевой эмиссионный ток (катода). Электронный ток, отводимый от катода, когда электрический градиент на поверхности катода равен нулю.

Нить накала. Катод термоэмиссионной трубки, обычно в форме проволоки или ленты, к которой можно подводить тепло, пропуская через него ток. Он также известен как нитевидный катод.

Ток накала. Ток, подаваемый на нить накала для ее нагрева.

Напряжение накала. Напряжение между выводами нити накала.

Ток эмиссии в точке сгибания. Значение тока на диодной характеристике, при котором вторая производная тока по напряжению имеет максимальное отрицательное значение.Этот ток соответствует верхней точке изгиба диодной характеристики и является приблизительной мерой ограниченного по температуре тока эмиссии.

Фокусировка. Процесс управления сходимостью и расходимостью электронного луча.

Фокусирующая катушка или фокусирующий магнит. Узел, создающий магнитное поле для фокусировки электронного луча.

Фокусирующий электрод. Электрод, к которому приложен потенциал, чтобы контролировать площадь поперечного сечения электронного луча.

Газовый (ионизационный) ток (в вакуумной трубке). Ток, протекающий к отрицательно смещенному электроду и состоящий из положительных ионов, которые создаются электронным током, протекающим между другими электродами. Положительные ионы являются результатом столкновения электронов с молекулами остаточного газа.

Газовая фокусировка. Способ концентрации электронного пучка под действием ионизированного газа.

Соотношение газов. Отношение ионного тока в трубке к электронному току, который его производит.

Газовая трубка. Электронная трубка, в которой давление содержащегося в ней газа или пара таково, что существенно влияет на электрические характеристики трубки.

Газоразряд. Разряд электричества через газ, характеризующийся пространственным потенциалом вблизи катода, который намного превышает потенциал ионизации газа.

Трубка тлеющего разряда с холодным катодом. Газовая трубка, работа которой зависит от свойств тлеющего разряда.

Сетка. Электрод, имеющий одно или несколько отверстий для прохождения электронов или ионов.

Характеристики сетевого привода. Зависимость, обычно показываемая графиком, между электрическим или световым выходом и напряжением управляющего электрода, измеренным от точки отсечки.

Мощность привода сети. Среднее произведение мгновенных значений сетевого тока и переменной составляющей сетевого напряжения за полный цикл. (Примечание — сюда входит мощность, подаваемая на устройство смещения и в сеть.)

Электросеть. Эмиссия электронов или ионов из сетки электронной лампы.

Преобразователь гармоник (умножитель частоты, делитель частоты). Преобразователь, в котором частота выходного сигнала является кратной или кратной входной частоте. (Примечание. Как правило, амплитуда выходного сигнала является нелинейной функцией амплитуды входного сигнала.)

Нагреватель. Электрический нагревательный элемент для подачи тепла на катод с косвенным нагревом.

Ток нагревателя. Ток, протекающий через нагреватель.

Напряжение нагревателя. Напряжение между выводами нагревателя.

Heptode. Семиэлектродная электронная трубка, содержащая анод, катод, управляющий электрод и четыре дополнительных электрода, которые представляют собой обычные решетки.

Преобразователь гетеродина (преобразователь). Преобразовательный преобразователь, в котором выходная частота является суммой или разностью входной частоты и целого кратного частоты гетеродина.(Примечание. Частота и напряжение или мощность гетеродина являются параметрами преобразователя. Обычно амплитуда выходного сигнала является линейной функцией амплитуды входного сигнала в пределах полезного рабочего диапазона.)

Шестнадцатеричный. Шестиэлектродная электронная трубка, содержащая анод, катод, управляющий электрод и три дополнительных электрода, которые представляют собой обычные решетки.

Горячий катод (термоэлектронный катод). Катод, который функционирует в основном за счет процесса термоэлектронной эмиссии.

Трубка с горячим катодом. Электронная трубка с катодом.

Иконоскоп. Трубка камеры, в которой высокоскоростной электронный луч сканирует фотоактивную мозаику, способную накапливать электроэнергию.

Изображение Orthicon. Трубка камеры, в которой электронное изображение создается фотоизлучающей поверхностью и фокусируется на отдельной накопительной мишени, которая сканируется с противоположной стороны низкоскоростным электронным лучом.

Индикаторная трубка. Электронно-лучевая трубка, в которой полезная информация передается за счет изменения поперечного сечения луча на люминесцентной мишени.

Катод с косвенным нагревом (эквипотенциальный катод, унипотенциальный катод). Катод термоэлектронной трубки, к которой тепло подводится от независимого нагревательного элемента.

Эмиссионный ток в точке перегиба. То значение тока на диодной характеристике, для которого вторая производная тока по напряжению равна нулю.Этот ток соответствует точке перегиба характеристики диода и является приблизительной мерой максимального тока эмиссии, ограниченного пространственным зарядом.

Входная емкость ( n — конечная электронная лампа). Передаточная емкость при коротком замыкании между входной клеммой и всеми другими клеммами, за исключением выходной клеммы, соединенными вместе. (Примечание. Эта величина эквивалентна сумме межэлектродных емкостей между входным электродом и всеми другими электродами, кроме выходного электрода.)

Вносимое усиление мощности (электрического преобразователя). Отношение (1) мощности, развиваемой на внешней оконечной нагрузке выхода с преобразователем, вставленным между генератором и выходной оконечной нагрузкой, к (2) мощности, развиваемой во внешней оконечной нагрузке выхода, когда генератор подключен непосредственно к выходной оконечной нагрузке.

Усиление вставляемого напряжения (электрического преобразователя). Комплексное отношение (1) переменной составляющей напряжения на внешней оконечной нагрузке выхода с преобразователем, вставленным между генератором и выходной оконечной нагрузкой, к (2) напряжению на внешней оконечной нагрузке выхода при прямом подключении генератора. к выходному окончанию.

Электрод-усилитель. Электрод постускоряющий.

Межэлектродная емкость ( j-l th Межэлектродная емкость C _jl концевой электронной трубки n ). Емкость, определенная по переходной проводимости короткого замыкания между выводами -й и -й. (Примечание — эту величину часто называют прямой межэлектродной емкостью.)

Межэлектродное пропускание ( j-l Межэлектродное пропускание n -электродной электронной трубки). Передаточная проводимость короткого замыкания от -го электрода к -му электроду.

Межэлектродная проводимость ( j-l Межэлектродная проводимость). Действительная часть межэлектродного пропускания j-l .

Внутреннее корректирующее напряжение (электронной трубки). Напряжение, которое добавляется к составному управляющему напряжению и является напряжением, эквивалентным таким эффектам, как те, которые производятся начальной скоростью электронов и контактным потенциалом.

Обратный ток электрода. Ток, протекающий через электрод в направлении, противоположном тому, для которого предназначена трубка.

Ионное пятно (на экране электронно-лучевой трубки). Область локального ухудшения люминесценции из-за бомбардировки отрицательными ионами.

Катод с ионным нагревом. Горячий катод, который нагревается в основном за счет ионной бомбардировки излучающей поверхности.

Катодная трубка с ионным нагревом. Электронная трубка с катодом с ионным нагревом.

Время ионизации (газовой трубки). Интервал времени между возникновением условий и установлением проводимости при некотором заявленном значении падения напряжения на трубке.

Линия или трассировка. Путь движущегося пятна.

Нагрузочная (динамическая) характеристика (электронной трубки, подключенной в заданной рабочей цепи, на заданной частоте). Зависимость, обычно представленная в виде графика, между мгновенными значениями пары переменных, таких как напряжение и ток электрода, когда все напряжения прямого питания электродов поддерживаются постоянными.

Трубка местного генератора. Электронная лампа в преобразователе гетеродинного преобразования для обеспечения локальной частоты гетеродинирования для смесительной трубки.

Магнитная фокусировка. Способ фокусировки электронного луча под действием магнитного поля.

Главный зазор (трубки тлеющего разряда с холодным катодом). Путь проводимости между основным катодом и основным анодом.

Ртутно-паровая трубка. Газовая трубка, в которой активным газом являются пары ртути.

Микрофонизм (микрофоника) (в электронной трубке). Модуляция одного или нескольких электродных токов, возникающих в результате механической вибрации трубчатого элемента.

Трубка смесителя. Электронная лампа, которая выполняет только функцию преобразования частоты гетеродинного преобразователя, когда на нее подается напряжение или питание от внешнего генератора.

Регулирующий электрод. Электрод, к которому приложен потенциал, чтобы контролировать величину тока пучка.

Моноскоп. Электронно-лучевая трубка, генерирующая сигнал, в которой сигнал изображения создается путем сканирования электрода, части которого имеют разные характеристики вторичной эмиссии.

μ-фактор (концевой электронной трубки n ). Отношение величины бесконечно малого изменения напряжения на -м электроде к величине бесконечно малого изменения напряжения на -м электроде при условиях, что ток на -м электроде остается. неизменным, а напряжения всех остальных электродов должны поддерживаться постоянными.

Многоэлектродная трубка. Электронная трубка, содержащая более трех электродов, связанных с одним потоком электронов.

Многосекционная трубка. Электронная трубка, содержащая в одной оболочке две или более группы электродов, связанных с независимыми электронными потоками. (Примечание — так может быть обозначена многоблочная лампа; например, дуодиод, дуотриод, диод-пентод, дуодиод-триод, дуодиод-пентод и триод-пентод.)

Октод. Электронная трубка с восемью электродами, содержащая анод, катод, управляющий электрод и пять дополнительных электродов, которые представляют собой обычные решетки.

Ортикон. Трубка камеры, в которой низкоскоростной электронный луч сканирует фотоактивную мозаику, которая имеет электрическую емкость.

Осциллографическая трубка (осциллографическая трубка). Электронно-лучевая трубка, используемая для создания видимого рисунка, который представляет собой графическое представление электрических сигналов, путем изменения положения сфокусированного пятна или пятен в соответствии с этими сигналами.

Выходная емкость ( n — конечная электронная лампа). Передаточная емкость при коротком замыкании между выходной клеммой и всеми другими клеммами, за исключением входной клеммы, соединенными вместе.

Пиковый катодный ток (стационарный). Максимальное мгновенное значение периодически повторяющегося катодного тока.

Пиковый ток электрода. Максимальный мгновенный ток, протекающий через электрод.

Пиковое прямое анодное напряжение. Максимальное мгновенное анодное напряжение в направлении, в котором трубка должна пропускать ток.

Пиковое обратное анодное напряжение. Максимальное мгновенное анодное напряжение в направлении, противоположном тому, в котором трубка предназначена для пропускания тока.

Пентод. Пятиэлектродная электронная трубка, содержащая анод, катод, управляющий электрод и два дополнительных электрода, которые представляют собой обычные решетки.

Характеристика стойкости (характеристика затухания) (люминесцентного экрана). Зависимость, обычно показываемая графиком, между излучаемой мощностью излучения и временем после возбуждения.

Первеанс. Отношение катодного тока с ограниченным пространственным зарядом к мощности трех половин анодного напряжения в диоде. (Примечание. Первеанс — это константа G , фигурирующая в уравнении Чайлда-Ленгмюра-Шоттки.

i _k = Ge _b ^3/2

Когда термин первеанс применяется к триоду или многосеточной лампе, анодное напряжение e _b заменяется составным управляющим напряжением e ‘ эквивалентного диода.)

Люминофор. Вещество, способное к люминесценции.

Фототрубка. Электронная трубка, в которой один из электродов облучается с целью вызвать эмиссию электронов.

Картинная трубка (кинескоп). Электронно-лучевая трубка, используемая для создания изображения путем изменения интенсивности луча, когда луч сканирует растр.

Пластина. Общее название основного анода в электронной лампе.

Постускорение (в электронно-лучевой трубке). Ускорение электронов пучка после отклонения.

Растр. Заранее определенный шаблон линий сканирования, который обеспечивает по существу равномерный охват области.

Коэффициент исправления. Частное изменения среднего тока электрода на изменение амплитуды переменного синусоидального напряжения, приложенного к тому же самому электроду, при постоянном постоянном напряжении этого и других электродов.

Регламент (трубки тлеющего разряда с холодным катодом). Разница между максимальным и минимальным падением анодного напряжения в диапазоне анодных токов.

Экран (электронно-лучевой трубки). Поверхность трубки, на которой создается видимый узор.

Сетка экрана. Сетка, помещенная между управляющей сеткой и анодом и обычно поддерживаемая при фиксированном положительном потенциале с целью уменьшения электростатического влияния анода в пространстве между экранной сеткой и катодом.

Вторичные выбросы. Эмиссия электронов твердыми телами или жидкостями, возникающая непосредственно в результате бомбардировки поверхностей электронами или ионами.

Вторичные выбросы в сеть. Эмиссия электронов из сетки, возникающая непосредственно в результате бомбардировки ее поверхности электронами или другими заряженными частицами.

Чувствительность (трубки камеры). Сигнальный ток, развиваемый на единицу плотности падающего излучения (т. Е. Ватт на единицу площади). Если не указано иное, под излучением понимается излучение нефильтрованного источника накаливания с температурой 2870 градусов Кельвина, и его плотность, которая обычно измеряется в ваттах на единицу площади, может быть выражена в фут-канделах.

Допуск точки вождения при коротком замыкании (клеммы j -й терминал сети n ). Полная проводимость точки возбуждения между этим выводом и опорным выводом, когда все другие выводы имеют нулевые переменные составляющие напряжения относительно опорной точки.

Полная проводимость обратной связи при коротком замыкании (электронно-лампового преобразователя). Допуск передачи при коротком замыкании от физически доступных выходных клемм к физически доступным входным клеммам указанного гнезда, связанных фильтров и трубки.

Прямая проводимость при коротком замыкании (электронно-трубочного преобразователя). Допуск передачи при коротком замыкании от физически доступных входных клемм к физически доступным выходным клеммам указанного гнезда, связанных фильтров и трубки.

Входная проводимость при коротком замыкании (электронно-лампового преобразователя). Допустимая проводимость точки возбуждения при коротком замыкании на физически доступных входных клеммах указанного гнезда, связанных фильтров и электронной лампы.

Входная емкость короткого замыкания (клеммы n — электронной трубки). Эффективная емкость, определенная по входной проводимости короткого замыкания.

Выходная полная проводимость при коротком замыкании (электронно-лампового преобразователя). Допустимая проводимость точки возбуждения при коротком замыкании на физически доступных выходных клеммах указанного гнезда, связанных фильтров и трубки.

Выходная емкость при коротком замыкании ( n -элементная электронная лампа). Эффективная емкость, определяемая по выходной проводимости короткого замыкания.

Допуск переключения при коротком замыкании (от терминала j к терминалу l терминальной сети n ). Передаточная проводимость от клеммы j к клемме l , когда все клеммы, кроме j , имеют нулевые комплексные переменные компоненты напряжения относительно опорной точки.

Передаточная емкость короткого замыкания (электронной трубки). Эффективная емкость, определенная по переносимой проводимости при коротком замыкании.

Сигнальный электрод (трубки камеры). Электрод, с которого получается выходной сигнал.

Сетка космического заряда. Сетка, обычно положительная, которая контролирует положение, площадь и величину потенциального минимума или виртуального катода в области, смежной с сеткой.

Спектральная характеристика (трубки камеры). Связь, обычно показываемая графиком, между длиной волны и чувствительностью на единицу интервала длин волн.

Точечный. Область, мгновенно пораженная электронным лучом.

Пускатель (трубки тлеющего разряда с холодным катодом). Вспомогательный электрод, используемый для инициирования проводимости.

Напряжение пробоя стартера (трубки тлеющего разряда с холодным катодом). Пусковое напряжение, необходимое для создания проводимости через пусковой промежуток со всеми другими трубчатыми элементами, удерживаемыми на катодном потенциале до пробоя.

Пусковой зазор (трубки тлеющего разряда с холодным катодом). Проводящий путь между стартером и другим электродом, на который подается пусковое напряжение.

Падение напряжения стартера (трубки тлеющего разряда с холодным катодом). Падение напряжения на пусковом промежутке после установления проводимости в пусковом промежутке.

Статическая характеристика (электронной трубки). Связь, обычно представляемая в виде графика, между парой переменных, например, электродным напряжением и электродным током, при сохранении всех остальных напряжений постоянными.

Глушитель. Сетка, которая помещается между двумя положительными электродами (обычно сеткой экрана и пластиной), в первую очередь для уменьшения потока вторичных электронов от одного электрода к другому.

Импульсный ток электрода. Рекомендуемый термин — ток электрода неисправности.

Тетрод. Четырехэлектродная электронная трубка, содержащая анод, катод, управляющий электрод и один дополнительный электрод, который обычно представляет собой сетку.

Излучение в термоэлектронной сети (Primary Grid Emission). Ток, создаваемый электронами, термоэлектронно эмитируемыми сеткой.

Термоэмиссионная трубка. Электронная трубка, в которой один из электродов нагревается с целью вызвать эмиссию электронов или ионов из этого электрода.

Тиратрон. Газовая трубка с горячим катодом, в которой один или несколько управляющих электродов инициируют, но не ограничивают анодный ток, за исключением определенных рабочих условий.

Крутизна. Как наиболее часто используется, межэлектродная крутизна между управляющей сеткой и пластиной. На низких частотах крутизна — это крутизна характеристики перехода от управляющей сетки к пластине.

Трансферный доступ (от j -го терминала до l -го терминала сети терминалов n ). Частное комплексной переменной составляющей I _l тока, протекающего на l -ю клемму от внешней оконечной нагрузки l комплексной переменной составляющей. V _j напряжения, приложенного к j -я клемма относительно опорной точки, когда все остальные клеммы имеют произвольные внешние подключения.

Передаточная характеристика. Зависимость между напряжением одного электрода и током другого электрода, обычно показываемая графиком, при поддержании постоянного напряжения на всех остальных электродах.

Ток переноса (трубки тлеющего разряда с холодным катодом). Ток в пусковом промежутке, необходимый для образования проводимости через главный промежуток. (Примечание — ток передачи является функцией анодного напряжения.)

Коэффициент трансректификации. Частное от изменения среднего тока электрода на изменение амплитуды переменного синусоидального напряжения, приложенного к другому электроду, при постоянном напряжении этого и других электродов постоянным.(Примечание. Если не указано иное, этот термин относится к случаям, когда переменное синусоидальное напряжение имеет бесконечно малую величину.)

Триод. Трехэлектродная электронная трубка, содержащая анод, катод и управляющий электрод.

Время нагрева трубки (в трубке с ртутным паром). Время, необходимое для достижения самой холодной части трубки рабочей температуры.

Падение напряжения на трубке. Напряжение на аноде в период проводимости.

Вакуумная трубка. Электронная трубка с вакуумированием до такой степени, что на ее электрические характеристики практически не влияет присутствие остаточного газа или пара.

Трубка с переменной муфтой. Электронная лампа, в которой коэффициент усиления изменяется заданным образом в зависимости от напряжения управляющей сетки.

Энергии | Бесплатный полнотекстовый | Анализ влияния вольт-амперных характеристик дуги на различные нагрузки и методы обнаружения последовательных дуговых замыканий

В предыдущих разделах на основе причин последовательной дуги и ее вольт-амперных характеристик были рассмотрены причины явления плеча, были проанализированы внезапное изменение линейного тока и случайность линейного тока при последовательном дуговом коротком замыкании.Такие характеристики будут давать разные формы сигналов линейного тока и зависимости тока от напряжения при различных нагрузках схемы.

В этом разделе мы описываем влияние вольт-амперной характеристики дуги на линейные токи, а также соотношение между напряжением и током при различных условиях нагрузки, таких как чисто резистивная нагрузка, нагрузка от диодного выпрямителя. с конденсаторным фильтром и индуктивной нагрузкой.

3.1. Чисто резистивная нагрузка

Здесь R _L указывает, когда нагрузка Z тестовой схемы на Рисунке 2 является чисто резистивной.На рис. 4а показаны формы сигналов напряжения и тока, когда дуговое замыкание не происходит под чисто резистивной нагрузкой, а на рис. 4b показаны формы сигналов при последовательном дуговом замыкании. Поскольку полное сопротивление линейной нагрузки является чисто устойчивым, последовательная дуга также может быть эквивалентна сопротивлению, значение которого претерпевает динамическое изменение, и, таким образом, i и u находятся в фазе, как показано на рисунке 4b. Когда u уменьшается до нуля, i также падает до нуля, и дуга гаснет. В этот период значение сопротивления дуги R _h намного больше сопротивления нагрузки R _L, а u _h примерно равно u.Здесь i = u / R _h, а значение i близко к нулю. Когда u увеличивается до U _z, дуговый зазор нарушается и образуется последовательная дуга. Значение R _h будет быстро уменьшаться и станет намного меньше, чем R _L, и, таким образом, i быстро увеличится с нуля до U _z / R _L. В течение следующего периода значение i в основном определяется на основе u и R _L, где i ≈ u / R _L. Поскольку напряжение гашения дуги U _s мало, когда u уменьшается приблизительно до нуля, i уменьшается до нуля, и дуга гаснет.Формы сигналов напряжения и тока во время периода спада мало чем отличаются от периода, в течение которого дуга короткого замыкания не возникает. После этого R _h будет быстро увеличиваться. Пока u снова не увеличится до U _z, значение i останется равным нулю.

Из приведенного выше анализа видно, что когда нагрузка является чисто резистивной и возникают последовательные дуговые замыкания, схема имеет следующие характеристики:

i находится в фазе с u;
Плечи очевидны;
Произойдет внезапное изменение, когда i возрастет с нуля, и i внезапно увеличится от нуля до определенного значения, которое в основном определяется на основе U _z и R _L;
В то время как i уменьшается до нуля, он имеет примерно синусоидальную кривую.

Следует отметить, что при последовательном возникновении дугового короткого замыкания фактическое расстояние дугового промежутка не определено. При горящей дуге расстояние дугового промежутка изменится. Значение U _z является переменным, а R _h — это динамическое сопротивление, из-за которого форма волны линейного тока кажется случайной в течение различных полупериодов.

3.2. Диодный выпрямитель с конденсаторным фильтром

Диодный выпрямитель с конденсаторным фильтром является важной частью импульсного источника питания.Такой источник питания требуется для многих бытовых приборов, таких как компьютеры, зарядные устройства и жидкокристаллические дисплеи.

В этом разделе анализируется влияние вольт-амперных характеристик дуги на форму сигнала линейного тока и соотношение между напряжением и током под нагрузкой диодного выпрямителя с конденсаторным фильтром.

На выходе выпрямителя со схемой конденсаторного фильтра подается постоянное напряжение, а нагрузка схемы может быть эквивалентна резистору R. Предположим, что выходное напряжение равно U _c.Как правило, для подавления кондуктивных электромагнитных помех (EMI), создаваемых импульсным источником питания, необходимо добавить фильтр EMI перед схемой [29]. На рисунке 5 показан диодный выпрямитель со схемой конденсаторного фильтра. На рисунке 6 показан диодный выпрямитель со схемой конденсаторного фильтра, оснащенный фильтром электромагнитных помех, L _CM представляет собой синфазную катушку индуктивности. На рисунке 7а показаны формы сигналов тока и напряжения при отсутствии последовательных дуговых замыканий и при нагрузке от диодный выпрямитель со схемой конденсаторного фильтра, тогда как на рисунке 7b показаны формы сигналов при последовательном возникновении дуговых замыканий.Импульсы присутствуют в двух формах волны тока и имеют аналогичные плечи. В качестве причины результатов на Рисунке 7a, когда u меньше, чем U _c, диоды не проводят. Форма волны тока, показанная на рисунке 7b, имеет случайные характеристики из-за динамического изменения сопротивления дуги при возникновении дугового замыкания. Обнаруживая случайность, можно определить, произошло ли дуговое замыкание. На рисунке 7c показаны формы сигналов напряжения и тока, когда нагрузка исходит от диодного выпрямителя со схемой конденсаторного фильтра, оснащенной фильтром EMI, и когда не возникает последовательного дугового замыкания, тогда как На рис. 7d показаны формы сигналов, когда все же происходит последовательное дуговое замыкание.Из рисунка 7c видно, что из-за наличия индуктивности в фильтре нет резкого изменения формы сигнала тока в линии. Хотя у него схожие плечи, временные рамки намного длиннее, чем плечи, вызванные дуговыми замыканиями под чисто резистивной нагрузкой. Более того, формы волны тока в каждом полупериоде примерно одинаковы, и случайности не возникает. Результаты на Рисунке 7d объясняются следующим образом. Предположим, что напряжение на емкости C _x равно u _L.Когда | u — u _L | U _z, дуговый промежуток не может быть нарушен, сопротивление дугового промежутка R _h чрезвычайно велико, а ток i равен нулю; однако, когда | u — u _L | > U _z, дуговый промежуток разрывается, возникает последовательная дуга, и R _h быстро уменьшается. Поскольку u _L меньше, чем U _c, диоды остаются в состоянии обратной блокировки. Более того, индуктивность в фильтре электромагнитных помех блокирует прохождение тока. Большую часть тока я буду заряжать C _x.Кроме того, i будет быстро увеличиваться с нуля до U _z / R _h. Поскольку емкость емкости C _x слишком мала, u _L увеличивается намного быстрее, чем u, в результате чего u _h быстро уменьшается и становится меньше, чем U _s; тогда дуга погаснет, и i будет быстро уменьшаться до нуля, поэтому на кривой тока появляются импульсы. Из-за влияния катушки индуктивности фильтра напряжение u _L на C _x не сильно меняется в течение следующего периода.С увеличением u, когда u> (u _L + U _z), дуговый промежуток снова будет нарушен. В i снова появляется пульс. По той же причине появляются и другие импульсы. Более того, u _L будет продолжать увеличиваться, и когда его значение приближается к U _c, если u продолжает увеличиваться и удовлетворяет условию | u | > U _c + U _z, дуга возникнет снова. В течение этого периода диоды случайным образом включаются или выключаются по следующей причине: поскольку расстояние дугового промежутка не определено, напряжение гашения дуги U _s является неопределенным даже при том же токе.При разрыве дугового промежутка, если u _h всегда больше, чем U _s при увеличении u _L, дуга не гаснет, и диоды включаются. Если u _h U _s в какой-то момент в период увеличения u _L, дуга погаснет, и диод не включится.

Из приведенного выше анализа, когда последовательное дуговое короткое замыкание возникает при нагрузке от диодного выпрямителя с конденсаторным фильтром, оснащенного фильтром электромагнитных помех, форма кривой тока в цепи имеет следующие характеристики:

Импульсы будут возникать несколько раз в течение полупериода, и поскольку диоды, вероятно, будут проводить при понижении напряжения, образуя стабильный линейный ток i, в период увеличения напряжения будет больше импульсов, чем в период уменьшения ;
Форма волны i также имеет случайные характеристики в разных полупериодах.

Основываясь на приведенных выше характеристиках, легче определить, возникают ли при данной нагрузке последовательные дуговые замыкания. При возникновении дугового короткого замыкания на вольт-амперные характеристики в основном влияет емкость C _x. Таким образом, анализ и обобщение форм сигналов, когда возникают последовательные дуговые замыкания под чисто емкостной нагрузкой, здесь не приводятся.

3.3. Индуктивная нагрузка

Когда нагрузка Z на рисунке 2 является индуктивностью L, на рисунке 8a показаны формы сигналов напряжения и тока в линии, когда дуга короткого замыкания не возникает, а на рисунке 8b показана форма волны, когда в цепи возникает последовательное дуговое замыкание.На рисунке 8b фаза i отстает от u примерно на 90 °, и когда u находится на максимальном уровне, i пересекает ноль, и дуга гаснет. В это время по вольтамперным характеристикам дуги можно определить, что u _h приблизительно равно нулю, что недостаточно для разрыва дугового промежутка. Однако после того, как дуговое замыкание погаснет, R _h будет быстро увеличиваться, что эквивалентно добавлению u к дуговому промежутку. Поскольку разность фаз между u и i составляет приблизительно 90 °, u находится рядом с пиком и больше, чем U _z, и, таким образом, дуговый промежуток будет быстро разрушен, и R _h быстро уменьшится.Следовательно, плечи намного меньше, чем при чисто резистивной нагрузке.

Согласно приведенному выше анализу, когда полное сопротивление нагрузки близко к чисто индуктивной нагрузке и происходит последовательное дуговое замыкание, схема имеет следующие характеристики:

Фаза u примерно на 90 ° опережает i;
Плечи не очевидны;
Нет резкого изменения тока, и i похож на синусоидальную волну.

На рисунке 8c показаны формы сигналов напряжения и тока при последовательном возникновении дугового короткого замыкания в цепи, когда нагрузка исходит от двигателя.Импульсный ток может возникнуть при последовательном дуговом замыкании, основная причина которого заключается в том, что в катушке индуктивности появляется паразитная емкость C _w, как показано на рисунке 9. В отличие от точки, близкой к чисто индуктивной нагрузке, когда i пересекает ноль. , дуга погаснет, и R _ч быстро увеличится. Хотя напряжение дугового промежутка в этот момент равно u, u не находится вблизи пика. Если u меньше чем Uz, дуговый зазор не разорвется, и дуга погаснет. При увеличении u дуговый зазор будет нарушен.Большую часть я буду заряжать в этот момент C _w. Если емкость C _w достаточно велика, возникнет импульсный ток; в противном случае импульсный ток не возникнет. Это связано с тем, что, если емкость C _w чрезвычайно мала, напряжение C _w будет быстро увеличиваться до напряжения источника питания, тогда как увеличение импульсного тока будет меньше.

Исходя из приведенного выше анализа, схема имеет следующие характеристики при последовательном дуговом замыкании в резистивно-индуктивной нагрузке:

Фаза u опережает i;
Обочины очевидны;
В плечах может быть несколько импульсных токов.
No related posts.

Разное