Trioda

Триода

Конструкција и принцип рада триоде

Триода за разлику од диоде има трећу електроду-управљачку решетку,смештену између катоде и аноде.Управљачка решетка се користи за управљање величином анодне струје електронске цеви.Обично се израђује у облику спирале која окружује катоду.(слика 17).

Слика 17

Конструктивно се триоде изводе на сасвим различите начине.Код триода са директно грејаном катодом се чешће примењује равна конструкција електрода.Код електронских цеви са индиректно грејаном катодом је облик електрода најчешће цилиндричан.Изводи електрода се обично граде кроз подножје цеви.Међутим,код електронских цеви намењених за високе фреквенције,извод управљачке решетке или аноде је често у горњем делу балона,а код цеви са металним балоном-кроз стаклени изолатор.Код цеви великих снага,са анодним напонима од неколико хиљада волти и више,извод аноде је кроз стакло балона,а не кроз подножје.У стварним колима се између аноде и катоде прикључује анодни напон Ua (слика 18).Под утицајем анодног напона,између аноде и катоде се ствара електрично поље(поље аноде).Поље аноде исто као и код диоде компензира утицај негативног просторног товара и у цеви ствара проток електрона.За електроне који су савладали кочеће дејство просторног товара,поље аноде је убрзавајуће.

Слика 18

Анодна струја у триоди не зависи само од величине анодног напона,него и од величине напона на решетки.Између решетке и катоде електронске цеви се услед прикљученог напона Ua,ствара електрично поље решетке.Смер и јачина поља тог поља су одређени знаком и величином напона који је прикључен између решетке и катоде,тј. Знаком и величином потенцијала решетке у односу на катоду.Ако је прикључени напон позитиван(потенцијал решетке у односу на катоду је позитиван),поље је усмерено од решетке према катоди.У том случају је поље решетке убрзавајуће,има исти смер са пољем аноде.(слика 18 а) и дејствује слично анодном пољу, тј. Компензира дејство просторног товара.На тај начин се поље решетке сабира са пољем аноде и јачина резултујућег,тј. Поља које ствара проток електрона кроз цев,повећава се услед дејства позитивне решетке.Што је позитиван напон на решетки већи ,већа је јачина резултујућег електричног поља између решетке и катоде,а услед тога се мање осећа кочеће дејство просторног товара.Другим речима,што је већи позитиван напон на решетки,то је већи интензитет протока електрона и величина анодне струје у електронској цеви.Када је напон на решетки негативан(слика 18 б),поље има смер супротан пољу аноде.При томе се резултујуће електрично поље између решетке и катоде смањује услед утицаја негативне решетке.Поред тога,интензитет протока електрона и величина анодне струје електронске цеви се смањују.Што је већа величина негативног напона на решетци,то је мања величина анодне струје у цеви.Према томе,анодна струја цеви зависи од знака и величине напона на решетки.Променом величине напона на решетки,мења се анодна струја електронске цеви.Због тога што је решетка постављена ближе катоди него аноди,при малом напону на решетки(неколико волти) добија се иста таква јачина поља решетке као и јачина поља аноде при великом анодном напону(десетина и стотина волти).То значи да је промена напона на решетки за неколико волти истоветна,по свом утицају на анодну струју,промени напона на аноди за неколико десетина или стотина волти.Према томе,за управљање анодном струјом електронске цеви,решетки је потребан мали променљиви напон.

Карактеристике триоде

Анодна струја триоде зависи од напона грејања(температуре катоде),величине напона на аноди Ua и величине напона на решетки Ug.Зависност анодне струје од напона грејања није од практичнијег значаја,јер цев ради са сталним напоном грејања,а он је одређен за сваку врсту цеви.Главне карактеристике триоде су :- решеткина карактеристика,која показује зависност анодне струје од напона на решетки при константном анодном напону тј. Ia=f(Ug) при Ua=const-анодна карактеристика,која показује зависност анодне струје од напона на аноди при константном напону на решетки,тј. Ia=f(Ua) при Ug=const.Понекад се користи карактеристика струје решетке,која показује зависност величине решеткине струје од напона на решетки Ig=f(Ug) при Ua=const

Слика 19

Снимање тих карактеристика се врши према колу приказаном на слици 19.На електронску цев се доводи напон грејања(јер извор грејања ради упршћености није приказан),анодни напон Ua и решетким напон Ug.При снимању решеткине карактеристике,постави се електронска цев и константно одржава одређен напон на аноди.Мењањем напона на решетки и посматрањем анодне струје,добија се зависност анодне струје од напона на решетки када је напон на аноди(слика 20) константан.

Слика 20

При негативном напону на решетки Ego,анодна струја је једнака нули.Јачина кочећег поља решетке је тада једнака јачини убрзавајућег поља аноде или јој је приближна.Поље решетке компензита поње аноде у простору решетка –катода.Услад тога електрони не могу да савладају кочећи утицај просторног товара и кроз електронску цев бнема протока електрона.Напон Ego је такозвани прекидни напон.Прекидни напон је најмањи негативни напон на решетки при којем је анодна струја једнака нули(при датој вредности анодног напона).Смањењем негативног напона на решетки,кочеће поље речетке се смањује а јачина резултујућег поља између речетке и катоде расте.У том случају се анодна струја цеви повећава.Када је напон на решетки приближан прекидном напону,кочеће дејство просторног товара није компензирано и може га савладати само мали број електрона са великим брзинама.Кад су вредности решеткиних напона приближне Ego,анодна струја је мала и лагано се повећава при смањивању негативног напона на решетки(доњи криволинијски део карактеристике).Смањењем негативног напона на решетки,утицај просторног товара се све више компензира.Тада кроз просторни облак,истовремено са електронима највећих брзина,пролазе и електрони средњих брзина,којих има највећи број.Због тога на средњем делу карактеристике анодна струја у највећој мери зависи од напона на решетки(средњи праволинијски део карактеристике=.На десном делу карактеристике(при позитивном напону на решетки)пораст анодне струје се поново успорава.То се објашњава преласком у режим засићења,у коме просторни облак у цеви не постоји и свиелектрони које је катода емитовала одлазе на стварање електронског протока(анодне струје).Према томе,на решеткиној карактеристици триоде се разликују три дела:доњи-криволинијски,средњи-скоро праволинијски и горњи- криволинијски.Кад је напон на решетки позитиван,известан број елктрона се задржава на завојима позитивне решетке.Услед тога се у решеткином колу појављује струја Ig,чија је величина утолико већа уколико је већи позитиван напон на решетки.Карактеристика решеткине струје је такође приказана на слици 20.При позитивном напону на решетки,утицај просторног товара се неутралише и настаје режим засићења.Максимална вредност анодне струје као и код диоде назива се струјом засићења.У режиму засићења је збир анодне струје(Is) и струје решетке(Ig) једнака емисионој струји катоде(Ie).Обично највећа решеткина струја износи 5 до 10% највеће анодне струје(Is).Ако се напон на решетки јако повећа,број електрона који падају на њу брзо порасте.То доводи до повећања решеткине струје,а смањења анодне струје.У пракси се такав режим рада обично не примењује.Решеткина карактеристика триоде се може снимити за различите вредности анодног напона.На слици 21 су приказане решеткине карактеристике снимљенњ за три различите вредности напона на аноди.Што је већи анодни напон,то је јаче електрично поље аноде,а услед тога је јаче и кочеће поље решетке потребно за затварање цеви.Зато се са повећањем анодног напона,повећава и прекидни напон цеви.Што је већи анодни напон,то је већа анодна струја за било који напон на решетки.На слици 21 се види да се карактеристика снимљена са већом вредношћу U’’a анодног напона налази лево,док се карактериситка снимљена са нижим анодним напоном U’a налази десно од карактеристике снимљене са напоном U’’a.На слици су такође приказане карактеристике струје решетке.Што је већи анодни напон,то већи број електрона пада на аноду а мањи на решетку.Због тога је величина решеткине струје мања када је анодни напон већи него када је напон мањи.

Слика 21

Неколико решеткиних карактеристика снимљених за различите вредности анодног напона,назива се фамилијом решеткиних карактеристика.

Слика 22

На слици 22 је приказана анодна карактеристика триоде која показује зависност анодне струје од напона на аноди Ia=f(Ua) при константном напону на решетки.Карактеристика је снимљена при негативном напону на решетки.Због тога анодна не тече када је напон на аноди мањи од величине U’a ,јер јачина поља аноде није довољна да компензира утицај кочећег поља негативне решетке и просторног товара.Величина напона U’a при којој се јавља анодна струја кроз цев зависи од величине напона на решетки за који се снима анодна карактеристика.Повећањем напона на аноди,електрично поље аноде се појачава и анодна струја расте све до режима засићења.Што је већи негативни напон на решетки,то већи напон треба прикључити између аноде и катоде да би се створила анодна струја.Обзиром да је негативан напон напон на решетки већи,то се анодна карактеристика триоде налази више удесно.Неколико анодних карактеристика снимљених за различите вредности напона решетке назива се фамилијом анодних карактеристикаНа слици 23 приказана је фамилија анодних карактеристика триоде.Кад је напон на решетки једнак нуло,анодна карактеристика,слично карактеристици диоде,почиње из координатног почетка.При позитивном напону на решетки,у доњем делу карактеристике се јавља нагли успон.То се објашњава присуством убрзавајућег електричног поља у делу решетка-катода.Тада анодна струја расте на рачун смањења струје решетке која постоји при позитивним напонима на решетки.Да би се електрони кретали ка аноди,довољан је мањи позитиван анодни напон.При великом позитивном напону на решетки,анодна струја постоји чак и када на аноди нема напона.

Слика 23

У већини случајева,електронска цев ради у области негативних напона на решетки.Зато су најважније карактеристике оне које су снимљене при негативним напонима на решетки.Карактеристике о којима је напред било речи,као што су : Ia=f(Ug) i Ia=f(Ua) називају се статичким.Оне показују зависност анодне струје од величине напона на једној електроди(решетки или аноди) када је напон на другој непроменљив.

Параметри триоде

Основни параметри триоде су :-стрмина S,-унутрашња отпорност наизменичној струји Ri,-коефицијент појачања µ.

Стрмина електронске цеви S

показује утицај решеткиног напона Ug на анодну струју цеви Ia и одређује се из решеткине карактеристике цеви.Променом напона на решетки од U’g до U’’g,анодна струја се мења од I’a до I’’a.(слика 23).Према томе,промена напона на решетки за величину

U’g- U’’g=ΔUg

изазива промену анодне струје за величину

I’a-I’’a=ΔIa

Стрмина електронске цеви је однос промене анодне струје према одговарајућој промени напона на решетки при константном напону на аноди.

S=ΔIa/ΔUg=(I’’a-I’a)/(U’g-U’’g) [mA/V] при Ua=const

Стрмина показује за колико се милиампера промени анодна струја цеви ако се напон решетке промени за 1V при константном напону на аноди.Ако је позната стрмина и промена напона на решетки у волтима,може се одредити промена анодне струје у милиамперима.На различитим деловима карактеристике,стрмина је различита.Као параметар цеви се сматра стрмина на средњем,праволинијском делу карактеристике,јер је на том делу вредност стрмине константна.

Слика 24

На слици 24 су приказане карактеристике двеју цеви које имају различиту стрмину.Стрмина карактеристике 1 је већа него стрмина карактеристике 2. У већини триода стрмина има вредност од 1 до 6mA/V.Већа стрмина представља предност,јер је тада за управљање анодно, струјом потребна мања промена напона на решетки.Стрмина зависи од конструкције цеви,тј. oд : димензија аноде и катоде,густине решетке,растојања између решетке и катоде.Што је већа радна површина катоде и аноде,то је већи број електрона,при осталим истим условима,који учествују у стварању анодне струје и већа је промена анодне струје изазвана променом решеткиног напона за 1V.Што је гушћа решетка и ближа катоди,то је јаче елктрично поље решетке при истом напону на њој.То значи да промена решеткиног напона за 1 V код густе решетке и малог растојања између ње и катоде више утиче на величину анодне струје него при решетки која је је ретка и удаљенија од катоде.Да би се добиле велике стрмине,електронске цеви се израђују са равном,индиректно грејаном катодом,густом решетком и малим растојањем између решетке и катоде.Ако је растојање између решетке и катоде врло мало,прекидни напон је мали и решеткина карактеристика се углавном налази у области позитивних напона на решетки(то је тзв. десна карактеристика).Ако су напони на на решетки позитивни,у њеном колу долази до протицања решеткине струје.Овај режим није погодан,а често није ни дозвољен.Поред тога,када је растојање између решетке и катоде мало,решетку загрева топлота катоде и са њене површине је могућа термоелектромска емисија.Услед тога се при изради триода са великом стрмином јављају знатне тешкоће.

Унутрашња отпорност Ri триоде

за наизменичну струју показује како се мења анодна струја када се мења напон на аноди.Унутрашња отпорност се може одредити по анодној карактеристици (слика 25).

Слика 25

Када се промени напон на аноди од U’a до U’’a, анодна струја се мења од I’a до I’’a. Зато промена напона на аноди за величину

U’’a-U’a=ΔUa

Одговара промени анодне струје за величину

I’’a-I’a=ΔIa

Унутрашња отпорност триоде представља однос промене анодног напона и одговарајуће промене анодне струје при константном напону на решетки:

Ri= ΔUa/ ΔIa=( U’’a-U’a)/( I’’a-I’a) при Ug=const

Унутрашња отпорност на праволинијском делу карактеристике је константна и представља параметар електронске цеви.На криволинијском делу карактеристике,унутрашња отпорност има велику вредност и није константна.Величина унутрашње отпорности показује за колико волти треба повећати напон на аноди да,при константном напону на решетки,анодна струја порасте за 1А.Међутим анодна струја је ограничена струјом засићења,која за већину цеви износи дестину и стотину милиампера,тако да ,практично,није могуће добити повећање анодне струје за 1А.Унутрашња отпорност триоде има вредност од неколико стотина ома до неколико десетина килоома.

Коефицијент појачања µ

цеви омогућава да се упореди утицај решеткиног и анодног напона на анодну струју.Промена напона на решетки за 1V,мења анодну струју за неколико милиампера.То се одређује вредношћу стрмине цеви S.Да би се анодна струја променила за исти број милиампера променом анодног напона,анодни напон треба променити не за 1 V него за десетину волти.Однос промене анодног напона и промене решеткиног напона који изазива исту промену анодне струје зове се коефицијент појачања цеви.

Слика 26

Коефицијент појачања се може одредити како из фамилије решеткиних,тако и из фамилије анодних карактеристика.При промени напона на аноди од U’a до U’’a струја се мења за ΔIa слика 26.Иста промена анодне струје се добије и при промени напона на решетки од вредности U’g до U’’g:

µ=(U’’a-U’a)/( U’g-U’’g)=ΔUa/ΔUg при ΔIa=const

Коефицијент појачања µ показује број волти анодног напона,коме је по дејству на анодну струју,једнак 1 V напона на решетки.Другим речима,коефицијент појачања показује колико пута јаче решеткин напон утиче на анодну струју од анодног напона.Иста промена анодне струје цеви се може добити било променом напона на решетки ,било напона на аноди.Међутим,промена напона на аноди треба да буде µ пута већа од промене напона на решетки.Коефицијент појачања је неименован број.За различите врсте триода,он има различите вредности(од неколико јединица до 100).Да би се одредио однос напона на аноди и прекидног напона цеви Ego,може се предпоставити да је напон на решетки Ug=0,а напон на аноди Ua.При томе кроз цев протиче анодна струја Ia.Анодна струја се може смањити до нуле-смањењем анодног напона до нуле или повећањем негативног напона на решетки до вредности Ego.Према томе,промена анодног напона:

ΔUa=Ua-0=Ua

Као и промена решеткиног напона

ΔUg=0-Ego=-Ego

Изазива промену анодне струје

ΔIa=Ia-0=Ia

Ако се вредности ΔUa и ΔUg уврсте добије се:

µ= ΔUa/ ΔUg= Ua/- Ego= - (Ua/ Ego)

одавде је

Еgo=-(Ua/ µ)

Величина реципрочна коефицијенту појачања µ је тзв. прохват D (D=1/ µ) и такође представља параметар цеви.Параметри µ и D при константним димензијама електрода зависе од густине решетке и од њене удаљености од катоде.Што је решетка гушћа и што је ближе катоди,то решеткин напон више утиче на величину анодне струје(веће µ и мање D).Основна једначина триоде- Производ трију основних параметара триоде (S,Ri иD) једнак је јединици:

SRiD= (ΔIa/ ΔUg)*( ΔUg/ ΔUa)=1

SRiD=1

Једначина SRiD=1,која повезује основне параметре триоде,назива се основном(унутрашњом) једначином триоде –Barkhauzenovom једначиномАко се D замени са 1/ µ, добије се

µ=S*Ri

Према томе,ако су два параметра позната може се наћи трећи.

Одређивање параметара триоде

Стрмина и унутрашња отпорност триоде се одређују из карактеристика електронске цеви.За одређивање коефицијента појачања µ ,треба познавати фамилију карактеристика(анодних и решеткиних).Из две карактеристике се могу одредити сва три параметра.На слици 26а су приказанедве решеткине карактеристике триоде,снимљене при анодним напонима U’a и U’’a . Да би се према тим карактеристикама одредили параметри,потребно је конструисати троугао ABC .Страна AB тог троугла по размери одговара промени решеткиног напона ΔUg,која по свом утицају на анодну струју еквивалентнапромени анодног напона ΔUa=U’’a-U’a. Страна AC троугла по размери одговара промени анодне струје ΔIa,која је изазвана променом напона на решетки ΔUg или променом анодног напона ΔUa. Параметри се одређују као односи:

S=ΔIa/ΔUg при Ua=const,

Ri= ΔUa/ ΔIa=(U’’a-U’a)/ ΔIa при Ua=const,

µ= ΔUa/ ΔUg=(U’’a-U’a)/ ΔUg при ΔIa=const,

На слици 26б су приказане две анодне карактеристике снимљене при напонима на решетки U’g и U’’g.За одређивање параметара према тим карактеристикама,потребно је конструисати троугао MNL.Страна MN троугла представља по размери промену анодног напона ΔUa када се анодна струја промени за величину ΔIa. Страна ML троугла представља по размери промену анодне струје,која је изазвана променом напона на аноди ΔUa или променом напона на решетки :

ΔUg=U’g-U’’g

Параметри цеви се могу одредити на основу једначина (10),(11),(12).Практично се параметри триоде одређују без цртања по карактеристикама,тзв. методом трију очитавања.Цев се прикључује по колу приказаном на слици 19.Прво се постави нека вредност анодног напона U’a и решеткиног напона U’g. Анодна струја цеви при томе износи I’a. Вредности U’a, U’g, I’a представљају прво очитавање. Затим се напон на решетки мења за неколико волти,нпр. У позитивну страну.Добија се нова вредност решеткиног напона U’’g.Услед тога се мења величина анодне струје,тако да износи I’’a.Напон на аноди остаје константан. Вредности U’a, U’’g, I’’a представљају друго очитавање.После тога се мења анодни напон,тако да анодна струја добије ранију вредност I’a.Због тога анодни напон мора да буде U’’a.Вредности U’’a, U’’g, I’a предстаљају треће очитавање. Према томе је :-прво очитавање U’a, U’g, I’a,-друго очитавање U’a, U’’g, I’’a,-треће очитавање U’’a, U’’g, I’a.Параметри цеви се одређују на основу једначина (10),(11),(12).Отпорност триоде за једносмерну струјуЗа прорачунмногих кола са електронским цевима,треба узети у обзир отпорност цеви за једносмерну струју Rio,која показује однос између напона на наоди и анодне струје :

Rio=Ua/Ia

На пример,у колима импулсне технике,када се кроз цев врши пражњење кондензатора,отпорност цеви за једносмерну струју одређује време пражњења кондензатора(временску константу кола пражњења).Код триоде ,као ни код диоде,напон на аноди и анодна струја нису управно пропорционални.Отпорност Rio не представља параметар цеви,јер је она различита за различите вредности анодног напона(у различитим тачкама карактеристике). Триода слично диоди представља нелинеарну отпорност.Независно од тога,отпорност Rio у великој мери зависи од напона на решетки.Што је већи напона на решетки,то је величина анодне струје мања а већа отпорност Rio при истој величини напона на аноди.Ако је негативни напон,на решетки већи од прекидног напона,величина анодне струје је једнака нули,док је отпорност Rio бесконачно велика.Променом напона на решетки,отпорност цеви за једносмерну струју се мења у широким границама.

Међуелектродне капацитивности триоде

У многим случајевима,при коришћењу електронских цеви треба узети у обзир међуелектродне капацитивности.Код триоде(слика 27) постоје три капацитивности:-капацитивност решетка –катода Cgk (улазна),-капацитивност анода –катода Cak (излазна),-капацитивност анода-решетка Cag(пролазна).

Слика 27

Величине тих капацитивности зависе од димензија и облика електрода,а такође и од растојања између њих и опште конструкције цеви,јер међуелектродне капацитивности не стварају само површине електрода него и изводи и држачи електрода,ножице,ножишта итд.Код пријемно-појачавачких триода се међуелектродне капацитивности мере пикофарадима,а код снажних осцилаторских триода десетинама пикофарада.Величине међуелектродних капацитивности при хладној и загрејаној катоди су различите.Капацитивности цеви измере при хладној катоди називају се статичким.При загрејаној катоди,у електронској цеви постоји просторни товар,те се међуелектродне капацитивности повећавају.Капацитивности између електрода при загрејаној катоди се називају динамичким или радним. Пошто просторни товар цеви зависи од њеног режима,динамичке капацитивности нису константне.Међуелектродне капацитивности утичу на рад кола у којима се користе електронске цеви,нарочито осцилатора и код појачавача осцилација високих фреквенција.

Динамички режим триоде

За појачање наизменичних напона се користе електронске цеви,нарочито триоде.У степенима где је примењена триода, у анодно коло се прикључује било какво оптерећење,на пример активна отпорност Ra(слика 28).Потребно је размотрити зависност анодне струје од напона на решетки при прикљученом отпорнику оптерећења у анодном колу и међусобну зависност анодне струје и напона на аноди.Режим који се добија када се у анодном колу налази отпорник назива се динамички или радни режим.

Слика 28

Ако у анодном колу постоји отпроник Ra,анодна струја на њему ствара пад напона:

Ura=I*Ra

Поларитет тог напона је приказан на слици 28. Напон на аноди Ua је мањи од напона Еа анодног извора за величину пада напона на отпорнику Ura :

Ua=Ea-Ura=Ea-I*Ra (15)

Из ове једначине се види да напон на аноди зависи од анодне струје.Што је већа анодна струја,то се већи пад напона ствара на отпорнику Ra и мањи напон на аноди.Ако се мења напон Ug на решетки цеви,мења се и анодна струја, а то доводи до промене напона на аноди.Због тога у динамичком режиму промена напона на решетки изазива промену анодног напона цеви.Према томе,величина анодне струје у динамичкм режиму не зависи само од напона на решетки него и од напона на аноди који се мења.

Динамичке карактеристике триоде

Карактеристике цеви снимљене када се у анодном колу налази отпорник оптерећења називају се динамичким или радним.Динамичке карактеристике се разликују од статичких.Решеткином динамичком карактеристиком се назива крива која показује зависност анодне струје од напона на решетки када се у анодном колу налази отпорник оптерећења(при Ea=const, Ra=const).Динамичка решеткина карактеристика Ia=f(Ug) снимљена при омској отпорности оптерећења има облик сличан статичкој карактериситици,али је увек положенија(слика 29)

Слика 29

За снимање динамичке карактеристике треба мењати напон на решетки цеви и пратити промене анодне струје,одржавајући константним напон анодног извора Еа и отпорност Ra. На слици 30 је приказано коло за снимање решеткине динамичке карактеристике,а на слици 29 фамилија статичких решеткиних карактеристика триоде.Кад је напон,на решетки једнак прекидном напону Ego,анодна струја је једнака нули.При томе не постоји пад напона на отпорнику Ra, а напон на аноди је једнак напону анодног извора Еа( тачка а)Смањењем негативног напона на решетки,јавља се анодна струја.Ако у анодном колу није укључен отпорник,величина анодне струје се може наћи из статичке карактеристике снимљене за напон на аноди Ua=Ea.Међутим,због пада напона на отпорнику Ra,напон на аноди се смањује и добија вредност:

U’a=Ea-I’a*Ra

Према томе,тачка која одговара режиму у колу треба тада да се налази на оној статичкој карактеристици која је снимљена кад је напон на аноди једнак Ua(тачка б).Даљим смањењем негативног напона на решетки,анодна струја наставља да се повечава и расте пад напона на отпорнику Ra.

Слика 30

Тада напон на аноди Ua продужује да опада и добија следеће вредности:

U’’a=Ea-I’’a*Ra

U’’’a=Ea-I’’’a*Ra

U’’’’a=Ea-I’’’’a*Ra ,итд

За напон на аноди U’’a се тачка која одговара режиму у колу налази на статичкој карактеристици снимљеној при том напону(тачка ц).За напон на аноди U’’’a,режиму кола одговара тачка д итд.Према томе,смањењем негативног напона на решеткицеви,смањује се напон на аноди.Зато се анодна струја не мења по статичкој карактеристици,него по тзв. динамичкој карактеристици,која има блажи нагиб према апцисној оси и пресеца фамилију статичких карактериситка.Почетак динамичке карактеристике при омском оптерећењу представља тачка а,која лежи на почетку статичке карактеристике снимљене када је анодни напон Ua=Ea.У статичком режиму је максимална анодна струја једнака струји засићења Is и одређена је специфичном емисивношћу катоде.У динамичком режиму анодна струја није ограничена специфичном емисивношћу катоде,него величином анодне отпорности Ra и отпорности Ria. Анодна струја је одређена изразом:

Ia=Ea/ (Ra+Rio) (16)

Анодна отпорност Ra је константна,а отпорност цеви за једносмерну струју Rio се мења у широким границама и зависи од напона на решетки.При смањењу негативног и повећању позитивног напона на решетки,отпорност Rio се смањује и анодна струја цеви се повећава.Може се предпоставити да је због великог позитивног напона на решетки отпорност цеви за једносмерну струју постала једнака нули(то је могуће само теоријски).При томе је укупна отпорност анодног кола једнака отпорности Rа,тако да величина струје у анодном колу ни при каквим условима не може да буде већа од следеће вредности:

Isdin=Ea/Ra (17)

Та вредност се зове струја динамичког засићења,а њој одговарајући режим-режим динамичког засићења.Ако је отпорност Rio при динамичком засићењу једнака нули,онда је и напон између аноде и катоде такође једнак нули.То значи да за стварање анодне струје једнаке струји динамичког засићења није потребно убрзавајуће електрично поље између аноде и катоде.Али.када не постоји електрично поље аноде,електрони се не крећу ка аноди.Због тога отпорност цевиза једносмерну струју не може да буде једнака нули,јер између аноде и катоде увек постоји мањи напон.Обзиром на то,струја динамићког засићења је увек мања од теоријске вредности одређене једначином 17.Сагласно томе је на слици 29 нацртана решеткина динамичка карактеристика.Величина Rа код већине појачавачких степена износи десетину и стотину килоома,а напон Еа анодног извора 200 до 300V.Зато се струја динамичког засићења мери десетинама и јединицама милиампера,док је емисиона струја индиректно грејане катоде једнака 200 до 300 mA и више.За различите вредности Rа,величина струје динамичког засићењаи нагиб (стрмина) решеткине динамичке карактеристике су различити.При малим вредностима Rа је пад напона на њему мали и напон на аноди се при порасту анодне струје незнатно смањује.Зато је за мале вредности Rа динамичка стрмина приближно једнака статичкој стрмини цеви.Што је већа отпорност Rа ,то се већи пад напона ствара на њој и више се смањује напон на наоди при порасту анодне струје.Према томе, што је већа анодна отпорност Rа ,то је динамичка стрмина мања.Динамичка стрмина цеви је одређена следећим изразом :

Sdin=S*Ri/(Ri+Ra) (18)

Где је :S- статичка стрмина цеви,Ri-унутрашња отпорност цеви за наизменичну струју,Ra-отпорност анодног оптерећења

Слика 31

На слици 31 су дате три динамичке карактеристике снимљене за различите вредности Ra и при константном Еа.Динамичка анодна карактеристика,тзв. карактеристика оптерећења или радна права,уцртава се у фамилију статичких канодних карактеристика.Карактеристика оптерећења цеви показује зависност између анодне струје Ia и напана на аноди при константном напону анодног извора и анодне отпорности Ra.Напред је већ показано да је напон на наоди у динамичком режиму једнак:

Ua=Ea-Ia*Ra.

Ова једначина се у односу на Ia решава:

IaRa=Ea-Ua

А одатле је:

Ia=(Ea-Ua)/Ra=(Ea/Ra)-(1/Ra)*Ua (19)

Једначина 19 представља динамичку анодну карактеристику и графићки се приказује правом која не пролази кроз координатни почетак.Та права,тј радна права,ствара на апцисној оси одсечак Еа, а на ординатној оси одсечак Isdin=Ea/Ra и карактерише се коефицијентом правца :

tgα=-1/Ra

Слика 32

На слици 32 је приказана фамилија статичких анодних карактеристика триоде.Ако је у анодном колу цеви прикључен отпорник Rа,могућа су два карактеристична режима:-режим при којем је цев затворена негативним напоном на решетки-режим динамичког засићења.У првом случају је цев затворена негативним напоном на решетки,анодна струја је једнака нули,напон Ura је једнак нули,а напон на аноди је једнак Еа. Овом режиму одговара тачка б.У другом случају је на решетку доведен позитиван напон при коме се свара режим динамичког засићења.Тада је отпорност цеви за једносмерну струју сасвим мала,напон на аноди је врло мали и близу нуле.Струја у анодном колу је једнака:

Isdin=Ea/Ra

Том теоријски могућем случају одговара тачка ц.Тачке б и ц које одговарају граничним режимима рада електронске цеви представљају крајње тачке карактеристике оптерећења.Ако се споје правом,добије се карактеристика оптерећења цеви,тј. Радна права.Радна права се може нацртати ако су познати Еа и угао α:

tgα=-1/Ra

где је Ra-отпорност у омимаУгао α између апцисне осе и радне праве је једнак:

α=arc tg(-1/Ra)

Помоћу радне праве се могу одредити напони Ua,Ura и анодна струја Ia при било ком напону на решетки.Зато је потребно наћи пресек радне праве са одговарајућом статичком карактеристиком снимљеном при оном напону који је постављен на решетки.Ако је напон на решетки Ug=-4V, том случају одговара тачка а на слици 32.Пројектовањем тачке а на ординатну осу ,одређује се анодна струја Ia,а на апцисну осу –напон на аноди Ua и пад напона Ura на анодном отпорнику јер је :

Ua+Ura=Ea

Нагиб радне праве зависи од величине анодне отпорности Ra:Што је већа отпорност Ra то је мања струја динамичког засићења и мањи је нагиб радне праве. На слици 33 је приказано неколико радних права,конструисаних за различите вредности Ra при константном напону анодног извора Еа.Кад је Ra=0, тј. У статичком режиму радна права је вертикална

Слика 33

Конструкција решеткине карактеристике

На слици 34 је приказан начин конструисања решеткине динамичке карактеристике преношењем одговарајућех тачака.

Слика 34

Десно је у фамилији анодних карактеристика ,са познатим величинама Еа=300V и Ra=30кΩ,уцртана права.За конструкцију динамичке решеткине карактеристике се одређује прекидни напон при анодном напону једнаком Еа.У датом случају је тај напон једнак -20 V.Тачка а представља почетак динамичке карактеристике.Тачке пресека радне праве са статичким анодним карактеристикама одређују режим цеви за сваку вредност напона на решетки.Ординате тачака б’, ц’, д’ итд. Одређују величину анодне струје при одговарајућим напонима на решетки.На пример,ордината тачке б’ одређују величину анодне струје кад је напон на решетки Ug=-18V.ордината тачке ц’-величину анодне струје кад је напон на решетки Ug=-16V итд. Ако се те вредности анодне струје нанесу у координатни систем(Ua,Ia),добијају се тачке динамичке карактеристике.Због тога се из тачака б’, ц’, д’ итд. Повлаче хоризонталне праве до пресека са вертикалама,које су нацртане из одговарајућих тачака на оси Ug.На пример,права из тачке ц’ се повлачи до пресека са вертикалом подигнутом из тачке која одговара напону на решетки Ug=-16V итд.Добијене тачке б,ц,д итд се спајају и настаје динамичка решеткина карактеристика.Статичке анодне карактеристике снимљене при позитивним напонима на решетки спајају се у свом доњем делу и добија једна тачка њиховог пресека са радном правом(тачка ц).Ордината ове тачке одређује стварну вредност струје динамичког засићења.Део радне праве који се налази лево од тачке о приказан је испрекиданом линијом,јер се вредности анодне струје и анодног напона које одговарају тачкама тог дела практично не могу добити.