Как работает вакуумная лампа

Что такое вакуумная лампа и как она работает

У вас может возникнуть соблазн отбросить старую добрую лампу как пережиток прошлого — в конце концов, как несколько кусочков металла в прославленной лампочке могут выдержать транзисторы и интегральные схемы сегодня? Хотя лампы и потеряли свое место в магазине бытовой электроники, они по-прежнему используются в незначительных количествах там, где требуется большая мощность на очень высоких (в диапазоне ГГц) частотах, например, в радио- и телевещании, промышленном отоплении, микроволновых печах, спутниках. связь, ускорители частиц, радары, электромагнитное оружие, а также несколько приложений, требующих более низких уровней мощности и частот, таких как измерители излучения, рентгеновские аппараты и аудиофильские усилители.

20 лет назад в большинстве дисплеев использовались вакуумные кинескопы. Знаете ли вы, что в вашем доме тоже может прятаться несколько трубок? В основе вашей микроволновой печи лежит магнетронная трубка, а точнее в ее розетке. Его задача — генерировать мощные и высокочастотные радиочастотные сигналы, которые используются для нагрева всего, что вы кладете в духовку. Другое бытовое устройство с трубкой внутри — это старый ЭЛТ-телевизор, который теперь, скорее всего, находится в картонной коробке на чердаке после замены на новый телевизор с плоским экраном. ЭЛТ означает «электронно-лучевой трубки»— эти трубки используются для отображения принятого видеосигнала. Они довольно тяжелые, большие и неэффективные по сравнению с ЖК-дисплеями или светодиодными дисплеями, но они справились со своей задачей до того, как появились другие технологии. Было бы неплохо узнать о них, потому что большая часть современного мира все еще полагается на них, большинство ТВ-передатчиков используют вакуумные лампы в качестве устройства вывода мощности, потому что они более эффективны на высоких частотах, чем транзисторы. Без магнетронных электронных ламп не было бы дешевых микроволновых печей, потому что альтернативы полупроводникам были изобретены совсем недавно и остаются дорогими. Многие схемы, такие как генераторы, усилители, микшеры и т. Д., Легче объяснить с помощью ламп и посмотреть, как они работают, потому что классические лампы, особенно триоды,очень легко смещать с помощью нескольких компонентов и рассчитывать их коэффициент усиления, смещение и т. д.

Как работают вакуумные трубки?

Обычные электронные лампы работают на основе явления, называемого термоэлектронной эмиссией, также известного как эффект Эдисона.. Представьте, что жарким летним днем ​​вы ждете очереди в душной комнате, рядом со стеной с обогревателем по всей ее длине, еще какие-то люди стоят в очереди и кто-то включает отопление, люди начинают отходить от обогреватель — затем кто-то открывает окно и пропускает холодный ветерок, заставляя всех переходить к нему. Когда в вакуумной трубке происходит термоэлектронная эмиссия, стенка с нагревателем является катодом, нагревается нитью накала, люди — электронами, а окно — анодом. В большинстве вакуумных трубок цилиндрический катод нагревается нитью накала (не слишком отличается от катода в лампочке), в результате чего катод испускает отрицательные электроны, которые притягиваются положительно заряженным анодом, заставляя электрический ток течь в анод. и из катода (помните,ток идет в противоположном направлении, чем электроны).

Ниже мы объясняем эволюцию вакуумной лампы: диода, триода, тетрода и пентода, а также некоторых специальных типов вакуумных трубок, таких как магнетрон, ЭЛТ, рентгеновская трубка и т. Д.

В начале были диоды

Это используется в простейшей вакуумной лампе.- диод, состоящий из нити накала, катода и анода. Электрический ток проходит через нить накала в середине, заставляя ее нагреваться, светиться и излучать тепловое излучение — подобно лампочке. Нагретая нить накала нагревает окружающий цилиндрический катод, давая электронам достаточно энергии для преодоления работы выхода, в результате чего вокруг нагретого катода формируется облако электронов, называемое областью пространственного заряда. Положительно заряженный анод притягивает электроны из области пространственного заряда, вызывая прохождение электрического тока в трубке, но что произойдет, если анод будет отрицательным? Как вы знаете из школьных уроков физики, такие как заряды отталкиваются — отрицательный анод отталкивает электроны, и ток не течет, все это происходит в вакууме, потому что воздух препятствует потоку электронов. Вот как диод используется для выпрямления переменного тока.

Ничего подобного старому доброму Триоду!

В 1906 году американский инженер Ли де Форест обнаружил, что добавление сетки, называемой управляющей сеткой, между анодом и катодом позволяет контролировать анодный ток. Конструкция триода аналогична диоду, с сеткой из очень тонкой мобылдениевой проволоки. Управление достигается за счет смещения сетки напряжением, которое обычно отрицательно по отношению к катоду. Чем больше отрицательное напряжение, тем меньше ток. Когда сетка отрицательна, она отталкивает электроны, уменьшая анодный ток, если он положительный, то протекает больше анодного тока, за счет того, что сетка становится крошечным анодом, вызывая образование сетевого тока, который может повредить трубку.

Триод и другие лампы с сеткой обычно смещаются путем подключения резистора большого номинала между сеткой и землей и резистора меньшего номинала между катодом и землей. Ток, протекающий через трубку, вызывает падение напряжения на катодном резисторе, увеличивая катодное напряжение относительно земли. Сетка отрицательна по отношению к катоду, потому что катод находится под более высоким потенциалом, чем земля, к которой подключена сетка.

Триоды и другие обычные лампы можно использовать в качестве переключателей, усилителей, микшеров, и есть много других вариантов использования на выбор. Он может усиливать сигналы, подавая сигнал на сетку и позволяя ему управлять анодным током, если между анодом и источником питания добавлен резистор, усиленный сигнал может быть снят с анодного напряжения, потому что анодный резистор и лампа действуют аналогично делителю напряжения, с триодной частью, изменяющей свое сопротивление в соответствии с напряжением входного сигнала.

Тетроды спешат на помощь!

Ранние триоды страдали низким коэффициентом усиления и высокими паразитными емкостями. В 1920-х годах было обнаружено, что установка второй (экранной) сетки между первой сеткой и анодом увеличивала коэффициент усиления и уменьшала паразитные емкости, новая лампа была названа тетродом, что по-гречески означает четыре (тетра) путь (од, суффикс).. Новый тетрод не был идеальным, он страдал от отрицательного сопротивления, вызванного вторичной эмиссией, которая могла вызвать паразитные колебания. Вторичная эмиссия происходила, когда напряжение второй сетки было выше, чем напряжение анода, что приводило к снижению анодного тока, когда электроны ударялись об анод и выбивали другие электроны, а электроны притягивались положительной сеткой экрана, вызывая дополнительное, возможно, разрушительное увеличение сетевой ток.

Пентоды — последний рубеж?

Исследования способов уменьшения вторичной эмиссии привели к изобретению пентода в 1926 году голландскими инженерами Бернхардом Д.Х. Теллегеном и Жилем Холстом. Было обнаружено, что добавление третьей сетки, называемой подавляющей сеткой, между экранной сеткой и анодом, устраняет эффекты вторичной эмиссии за счет отталкивания электронов, выбитых из анода, обратно к аноду, поскольку он либо подключен к земле, либо к аноду. катод. Сегодня пентоды используются в передатчиках ниже 50 МГц, поскольку тетроды в передатчиках хорошо работают до 500 МГц, а триоды — до гигагерцового диапазона, не говоря уже об использовании аудиофилами.

Различные типы вакуумных трубок

Помимо этих «обычных» трубок существует множество специализированных промышленных и коммерческих трубок, предназначенных для различных целей.

Магнетрон

Магнетрон похож на диод, но с резонансными полостями формы в анод трубки и всю трубку, расположенной между двумя мощными магнитами. Когда подается напряжение, трубка начинает колебаться, электроны проходят через полости на аноде, вызывая генерацию радиочастотных сигналов в процессе, похожем на свист.

Рентгеновские трубки

Рентгеновские трубки используются для получения рентгеновских лучей в медицинских или исследовательских целях. Когда на диод вакуумной трубки подается достаточно высокое напряжение, излучаются рентгеновские лучи, и чем выше напряжение, тем короче длина волны. Чтобы справиться с нагревом анода, вызванным ударами электронов, дискообразный анод вращается, поэтому электроны попадают в разные части анода во время его вращения, улучшая охлаждение.

ЭЛТ или электронно-лучевая трубка

ЭЛТ или «электронно-лучевая трубка» были в то время основной технологией отображения. В монохроматической ЭЛТ горячий катод или нить накала, действующие как катод, излучают электроны. По пути к анодам они проходят через небольшое отверстие в цилиндре Венельта, который действует как управляющая сетка для трубки и помогает фокусировать электроны в узкий пучок. Позже их привлекают и фокусируют несколько анодов высокого напряжения. Эта часть трубки (катод, цилиндр Венельта и аноды) называется электронной пушкой.. Пройдя через аноды, они проходят отклоняющие пластины и ударяются о флуоресцентную переднюю часть трубки, в результате чего появляется яркое пятно в месте попадания луча. Отклоняющие пластины используются для сканирования луча по экрану, притягивая и отталкивая электроны в их направлении, их две пары, одна для оси X и одна для оси Y.

Небольшой ЭЛТ, сделанный для осциллографов, вы можете ясно видеть (слева) цилиндр Венельта, круглые аноды и отклоняющие пластины в форме буквы Y.

Лампа бегущей волны

Лампы бегущей волны используются в качестве усилителей мощности РЧ на борту спутников связи и других космических аппаратах из-за их небольшого размера, малого веса и эффективности на высоких частотах. Как и у ЭЛТ, у него сзади есть электронная пушка. Катушка, называемая «спиралью», наматывается вокруг электронного луча, вход трубки соединяется с концом спирали ближе к электронной пушке, а выходной сигнал берется с другого конца. Радиоволна, текущая по спирали, взаимодействует с электронным лучом, замедляя и ускоряя его в разных точках, вызывая усиление. Спираль окружена магнитами для фокусировки луча и аттенюатором посередине, ее цель — предотвратить возвращение усиленного сигнала на вход и появление паразитных колебаний. На конце трубки расположен коллектор,он сопоставим с анодом триода или пентода, но выходной сигнал с него не поступает. Электронный луч попадает в коллектор, и его история заканчивается внутри трубки.

Трубки Гейгера – Мюллера

В измерителях радиации используются трубки Гейгера – Мюллера, они состоят из металлического цилиндра (катода) с отверстием на одном конце и медной проволоки посередине (анод) внутри стеклянной оболочки, заполненной специальным газом. Всякий раз, когда частица проходит через отверстие и на короткое время ударяется о стенку катода, газ в трубке ионизируется, позволяя течь току. Этот импульс можно услышать в динамике измерителя в виде характерного щелчка!

Принцип работы ЭВЛ

Электровакуумная лампа является электровакуумным прибором, который работает по следующему принципу: в замкнутом вакуумном или разреженном газовом пространстве создают интенсивный поток из электронов. Управляют этим потоком при помощи электрического или магнитного поля. Электроток, идущий через вакуум, имеет множество полезных функций, таким образом, электронная лампа генерирует, усиливает электро колебания разной частоты (звуковые сверхвысокие частоты, радиоволны). Конструкционно радиолампа состоит из катода, анода и сетки.

Отрицательный электрод, который для обеспечения эмиссии с катода электронов, дополнительно нагревают, а для того чтобы эмиссия проходила легче, на катоды наносят тончайший слой тория, бария. Металлический катод, использующийся в лампах большой мощности, производят из вольфрама.

Является положительным электродом, может иметь форму пластины, но обычно производят цилиндрической формы или в виде параллелепипеда. Для изготовления используют никель, молибден, но могут быть аноды танталовые или графитовые.

Сетка разделяет анод и катод, предохраняя последний от перегрева. Сетка бывает в виде решетки или же спирали (чаще).

Немного истории

Возникновение электротока, текущего в вакууме, было открыто Томасом Эдисоном (1883 год), но в те времена это было неактуально, применения данному эффекту не нашлось. Но уже к 1905 году Джон Флеминг создал электронную лампу (диод), которая преобразовывала переменный ток в постоянный. Состояла лампа из двух металлических электродов: анода и катода, заключенных в стеклянный баллон. Затем, после экспериментов с простой лампой, Ли де Форестом был введен третий элемент лампы – сетка. Впоследствии, ЭВЛ усовершенствовалась с целью улучшения характеристик прибора.

С начала двадцатого века и до середины пятидесятых годов были разработаны и другие электровакуумные приборы, принцип действия которых был основан на использовании потока электронов: магнетроны, клистроны. Но эти устройства имели мало общего с ЭВЛ, хотя, зачастую их и относят к одному классу электровакуумных приборов.

Применение

С начала пятидесятых годов и вплоть до девяностых электровакуумные лампы применялись практически во всех областях радиоэлектронной, технической промышленности. Без них невозможно было представить себе телевизоры, радиоприемники, промышленное и другое оборудование, и, конечно же, первые компьютеры и вычислительные машины. Со временем, при развитии радиоэлектроники, точного приборостроения, лампы практически утратили свою актуальность и их перестали использовать. Но все-таки, в некоторых отраслях невозможно и до сих пор обходиться без ЭВЛ, потому как только вакуумная лампа позволяет приборам работать по заданным параметрам, в заданной среде, обеспечивая нужные характеристики.

Элементы конструкции вакуумных электроламп

Привет, Вы узнаете про анод, Разберем основные ее виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое анод, катод, катод прямого накала, катод косвенного накала, катод автоэмиссионный, фотокатод, динод, подогреватель, нить накала, сетка в лампе, управляющая сетка, антидинатронная сетка, экранирующая сетка, катодная сетка, геттер в радиолампе, газопаглотитель, цоколь, цоколевка радиоламп , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Радиолампы и ионные приборы.

Вакуумные электронные приборы обычно представляют собой герметично запаянные стеклянные, металлические или керамические (нувисторы) сосуды с различными электродами внутри, соединенными с контактами внешнего разъема прибора через стеклянный или керамический вакуумно-плотный изолятор. Предварительно из них удаляют воздух. Откачивание сопровождается прогревом, как тепловым, так и высокочастотным (реже СВЧ полем), внутренностей прибора с целью удаления абсорбированных газов. Также для этого используется геттер — круг или кольцо из тонкой жести, покрытый металлическим барием [источник не указан 392 дня] или специальным химическим составом, хорошо поглощающим газы как во время распыления, так и после. Это, как правило, самые ядовитые вещества в вакуумных приборах.

Чем меньше внутри останется газов, тем более долговечен прибор. Минимальное остаточное давление в электронных приборах, работающих при напряжениях до 1 кВ, для долговременной работы считается 10 -4 Па. Для высоковольтных кинескопов (27 кВ) минимум составляет 10 -7 Па (5-10 лет). Для крупногабаритных устройств вроде ускорителей требования в тысячи раз выше.

В любом вакуумном приборе есть катод (прямого или косвенного нагрева, реже без подогрева — «холодный»), часто покрытый особым составом для высокой эмиссии электронов в вакуум рабочей зоны прибора; и анод — последний рабочий электрод, собирающий «отработанные» электроны.

Все вакуумные приборы имеют в качестве рабочего вещества электронный поток, летящий от катода к аноду и взаимодействующий по пути с простыми электродами (сетки и фокусирующие электроды) и сложными (СВЧ резонаторами, люминесцентными экранами, и тд.)

Анод радиоламп

В вакуумных электронных приборах анод — электрод, который притягивает к себе летящие электроны, испущенные катодом . В электронных лампах и рентгеновских трубках конструкция анода такова, что он полностью поглощает электроны. А в электронно-лучевых приборах анод является элементом электронной пушки . Он поглощает лишь часть летящих электронов, формируя после себя электронный луч.

Катод радиоламп

В вакуумных электронных приборах катод — электрод, который является источником свободных электронов, обычно вследствие термоэлектронной эмиссии . В электронно-лучевых приборах катод входит в состав электронной пушки . Для облегчения электронной эмиссии как правило, делается с нанесением металлов с малой работой выхода электрона и дополнительно подогревается. Различают катоды прямого накала, где нить накала непосредственно является источником электронов, и косвенного, где катод подогревается через керамический изолятор.

динод

Динод (англ. Dynode) — электрод в фотоэлектронном умножителе и некоторых других электровакуумных приборах, служащий для усиления электронного потока за счет вторичной эмиссии электронов.

Фотоэлектрон, эмитированный при освещении катода, ускоряется и попадает на первый динод, потенциал которого на 90—100 В больше, чем на катоде. Каждый попавший на динод фотоэлектрон вызывает эмиссию нескольких электронов, попадающих на второй динод, потенциал которого на 90—100 В больше, чем у предыдущего. Для таких материалов, как BeO и MgO, на каждом диноде возможно увеличение количества электронов в 10 раз. Таким образом, пройдя серию динодов, сигнал (первоначально 1 электрон на каждый фотон падающего света) многократно усиливается.

Нить накала ( подогреватель )

Нить накала — закрученная нить из тугоплавкого материала (вольфрама или вольфрамовых сплавов), которая благодаря своему сопротивлению превращает электрический ток в свет и тепло (тепловое действие тока) . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Используется в электрических и радио лампах.

Нить накала в вакуумных электронных приборах используется для подогрева катода, с целью получения термоэлектронной эмиссии электронов с катода, а в некоторых случаях сама является катодом прямого накала (например, в вакуумно-люминесцентных индикаторах).

Сетка (электронная лампа)

Сетка — электрод электронной лампы, находящийся в потоке электронов между анодом и катодом и не перекрывающий его полностью.

По назначению разделяются на:

управляющая сетка — регулирует поток электронов в соответствии с напряжением входного сигнала, обеспечивает усилительные свойства лампы.

экранирующая сетка — уменьшает емкость промежутка между анодом и управляющей сеткой, что позволяет предотвратить самовозбуждение, повысить коэффициент усиления и увеличить предельную частоту усиления. Применяется в тетродах, пентодах и более сложных лампах.

антидинатронная сетка — подавляет динатронный эффект, улавливает электроны, выбитые из анода вторичной эмиссией.

катодная сетка — в лампах с низким анодным напряжением, например предназначенных для автомобильных радиоприемников с питанием от сети 12 вольт, устанавливается между катодом и управляющей сеткой, дополнительно ускоряет испускаемые катодом электроны.

Электроды пентода . В центре — три спиральные сетки, в собранной лампе они вложены одна в другую

В некоторых случаях предназначение сеток может быть изменено создателем аппаратуры, например тетрод или пентод можно использовать как триод с катодной сеткой, катодную сетку применять в качестве управляющей, экранирующая сетка может играть роль анода в «виртуальном» триоде в составе тетрода или пентода (в генераторе с электронной связью) и т. п.

В самых ранних лампах сетки действительно имели вид плоской сетки, сплетенной из металлических проволок (отсюда и название); все еще применяются в некоторых высокочастотных лампах. Чаще всего сетка представляет собой редкую проволочную спираль, навитую на специальных стойках (траверсах) вокруг катода. Особый случай — стержневые лампы, где роль сеток выполняют пары тонких стержней, расположенных вдоль катода. Система таких «сеток» регулирует электронный поток, не столько задерживая его, сколько фокусируя, то есть работает, как электростатическая линза.

На принципиальных схемах сетки изображаются в виде прерывистых линий между символами катода и анода

Геттер (газопоглотитель)

Геттер в электронной лампе

Геттер — газопоглотитель, вещество, поглощающее и прочно удерживающее газы (кроме инертных), связывая их за счет хемосорбции, часто используются в устройствах (которые в обиходе тоже называют геттерами) для газопоглощения и обеспечения необходимой степени вакуумирования электровакуумных приборов и в вакуумных насосах. Это, как правило, самые ядовитые вещества в вакуумных приборах. Чем меньше внутри останется газов, тем более долговечен прибор. При взаимодействии с электронами остаточный газ ионизируется и образующиеся положительные ионы бомбардируют катод и другие электроды, распыляя их и «отравляют» катод, изменяя его химический состав и покрывая его плохо испускающим электроны металлом с электродов. А при высоких напряжениях зажигается тлеющий газовый разряд, замыкающий электроды и многократно усиливающий их износ. Кроме того, при усилении слабых сигналов даже в хорошо откачанном электровакуумном приборе остаточный газ является сильным источником шумов.

Принцип действия почти всех геттеров основан на том, что при нагреве металл геттера распыляется внутри баллона и либо химически взаимодействует с веществами, входящими в состав остаточного газа, с образованием твердых соединений, либо растворяет их в качестве твердого раствора (водород). Кроме того, в процессе быстрого распыления геттер действует как однократный вакуумный насос, притягивая молекулы инертных (гелий, неон) и других (органика, аммиак), не поглощаемых химически газов межатомными Ван-дер-Ваальсовыми силами, увлекает на распыляемую поверхность и «хоронит» под следующими оседающими слоями распыленного вещества.

Степень понижения давления зависит от рода эвакуируемого газа. Так, при удалении воздуха геттер может снизить давление не более, чем в 100 раз, так как кислород и азот воздуха образуют с металлом геттера оксиды и нитриды, а аргон, содержание которого около 1 %, почти весь останется. Но, применив предварительную продувку откачиваемого сосуда безаргонной смесью газов, можно добиться значительного увеличения степени геттерного вакуумирования.

Белое пятно сигнализирует о нарушении герметичности колбы индикатора

Существуют две основные разновидности геттеров:

1. Газопоглотительная таблетка(многоразовый «пассивный» или «холодный» геттер), которая состоит из вещества, активно поглощающего остатки газов, паров и посторонних примесей в электровакуумных приборах. В качестве геттеров применяют порошки металлов (тантал, титан, барий, цирконий, ниобий, церий и других) и различные составы: феррум-барий (феб), барий-алюминий-титан (бат), бериллат бария. При прокаливании в вакууме почти до плавления за час отдает примерно 2/3 накопленных газов и снова готов к работе.
2. Металлическое покрытие стеклянного баллона на основе бария или магния (одноразовый «активный», намного более эффективный геттер). Получается при нагревании индуктором открытого или закрытого металлического контейнера с веществом (похожего на тарелочку или кольцо), из которого при нагревании испаряется распыляемый металл (реальный состав, как правило, является коммерческой тайной). Позволяет по внешнему виду оценить состояние электровакуумного прибора: при длительной и активной эксплуатации темнеет, покрывается специфическими пятнами, кольцами, меняет цвет за счет выделяющихся внутри веществ. При нарушении вакуума превращается в специфический молочно-белый налет(оксид). Пористый остаток нераспыленного вещества геттера работает также, как пассивный геттер, адсорбируя газы во время эксплуатации прибора.

Максимальное остаточное давление в электронных приборах, работающих при напряжениях до 1 кВ, для долговременной работы считается 10 −4 Па. Для высоковольтных кинескопов (25 кВ) максимум составляет 10 −7 Па (5—10 лет работы).

цоколь и цоколевка радиоламп

В 1935 — 1938 годах были разработаны и выпушены так называемые «красные» (по цвету металлизированного слоя на баллоне) стеклянные лампы. Серия этих ламп получила название «красной» Е серии. Она заменила собой серию ламп А. Лампы «красной» Е серии имеют так называемый бесштырьковый цоколь (рис. 1, фиг. а).

В 1938 — 1939 годах была разработана и выпущена серия Е с металлическими лампами, имеющими новый восьмиштырьковый цоколь (рис. 1, фиг. б.) Эта серия, получившая название 11-й Е серии, заменяла в современных конструкциях «красную» серию Е.

Затем были разработаны и выпущены так называемые «ключевые» лампы серии Е с малогабаритным стеклянным баллоном. Серия получила название 21-й серии Е. Применяется в современной аппаратуре наравне с 11-й серией Е. Лампы имеют так называемый «ключевой» или «локтальный» цоколь (рис. 1, фиг. в).

Лампы серии U появились в связи с широким распространением приемников универсального питания (бестрансформаторных приемников).

Впервые лампы серия U были выпушены в 1939 — 1940 годах в виде так называемой 11-й U серии. Она заменила серию С. Лампы этой серии имеют цоколь, изображенный на рис. 1, фиг. б.

Одновременно была выпущена целиком в стеклянном оформлении так называемая «красная» серия U. Лампы имеют октальный (американский) цоколь (рис. 1, фиг. г).

Рис. 1. Различные виды цоколей

Цоколевка ( «распиновка» ), или разводка выводов — описание каждого контакта электрического соединения в электронной аппаратуре, например — цоколевка радиоламп . Цоколевка необходима для задач сборки и ремонта устройств, содержащих несколько выводов , она идентифицирует все контакты соединения.

Пример цоколевки радиолампы ГУ-19

Двойной лучевой тетрод для генерирования, усиления и умножения частоты высокочастотных колебаний в диапазоне частот до 500 МГц.Оформление – стеклянное, бесцокольное.

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

Термоэлектронная эмиссия

Вакуумные электронные приборы

• Лучевой тетрод

• Кенотрон

• Магический глаз

• Электронно-оптический преобразователь
• Фотоумножитель
• Вторично-электронный умножитель

В общем, мой друг ты одолел чтение этой статьи об анод. Работы в переди у тебя будет много. Смело пишикоментарии, развивайся и счастье окажется в ваших руках. Надеюсь, что теперь ты понял что такое анод, катод, катод прямого накала, катод косвенного накала, катод автоэмиссионный, фотокатод, динод, подогреватель, нить накала, сетка в лампе, управляющая сетка, антидинатронная сетка, экранирующая сетка, катодная сетка, геттер в радиолампе, газопаглотитель, цоколь, цоколевка радиоламп и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Радиолампы и ионные приборы

Электроника для «чайников»: как работает радиолампа и зачем она нужна

Сейчас мы привыкли к компактным электронным устройствам и сверхтонким ноутбукам. А чуть больше ста лет назад появился девайс, который сделал это реальностью и произвел настоящую революцию в развитии электроники. Речь идет о радиолампе.

Ламповое вступление

В схемотехнике раньше повсеместно использовались лампы, первые электронные приборы были построены именно с их использованием. Золотое время радиоламп пришлось на первую половину 20 века. Для наших дедов и прадедов гораздо привычнее были гигантские ЭВМ, занимавшие целое помещение и греющиеся как адское пекло. На такой машине сериальчик не посмотришь.

Потом еще было время, когда советские микросхемы стали самыми большими в мире. Но это уже другая история, которая началась после появления полупроводниковых приборов. Как вы поняли, эта статья о работе электронной лампы и ее современном использовании.

Вакуумные приборы

Вакуум – это отсутствие материи. Точнее, практически полное ее отсутствие. В физике разделяют высокий, средний и низкий вакуум. Понятно, что электрического тока в вакууме быть не может, так как ток – это направленное движение (частиц) носителей заряда, которым в вакууме взяться неоткуда.

Но так уж и неоткуда? Металлы при нагревании испускают электроны. Это так называемая термоэлектронная эмиссия. На ней и основана работа электронных вакуумных приборов.

Термоэлектронную эмиссию открыл Томас Эдисон. Точнее ученый выяснил, что при нагреве нити и наличия в вакуумной колбе второго электрода вакуум проводит ток. Тогда Эдисон не в полной мере оценил значение своего открытия, но на всякий случай запатентовал его. Вывод: в любой непонятной ситуации патентуйте!

Вакуумные приборы – герметично запаянные баллоны с электродами внутри. Баллоны делают из стекла, металла или керамики, предварительно откачав из них воздух.

Помимо электронных ламп есть следующие вакуумные приборы:

• приборы СВЧ, магнетроны, клистроны;
• кинескопы, электронно-лучевые трубки;
• рентгеновские трубки.

Принцип работы электронной лампы

Электронная лампа – это электронный вакуумный прибор, который работает за счет управления интенсивностью потока электронов между электродами.

Простейший тип лампы – диод. Вместо того чтобы читать определения, лучше посмотрим на нее.

В любой лампе есть катод, с которого электроны вылетают, и анод, на который они летят. Если на катод подать «минус», а на анод «плюс», электроны, вылетевшие из раскаленного катода, начнут двигаться к аноду. В лампе потечет ток.

Кстати! Если вам нужно произвести расчет усилителя на диодах, для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Диод обладает односторонней проводимостью. Это значит, что если на катод подать плюс, а на анод минус, тока в цепи уже не будет.

Помимо этих двух электродов в лампах могут быть и другие.

Все названия электронных ламп связаны с количеством электродов. Диод – два, триод – три, тетрод – четыре, пентод – пять и т.д.

Возьмем триод. Это диод, в который добавлен дополнительный электрод — управляющая сетка. Такая лампа с тремя электродами уже может работать как усилитель тока.

Если на сетке есть небольшое отрицательное напряжение, она будет задерживать часть электронов, летящих к аноду, и ток уменьшится. При большом отрицательном напряжении сетка «запрет» лампу, и ток в ней прекратится. А если подать на сетку положительное напряжение, анодный ток будет усиливаться.

Небольшое изменение напряжения на сетке, которая устанавливается рядом с катодом, существенно влияет на ток между катодом и анодом. На этом и строится принцип усиления.

Применение электронных ламп

Почти везде лампу вытеснил полупроводниковый транзистор. Однако в некоторых отраслях лампы заняли свое место и остаются незаменимыми.

Например, в космосе. Ламповое оборудование выдерживает больший диапазон температур и радиационный фон, поэтому используется в производстве космических аппаратов.

Лампы с воздушным или водяным охлаждением также находят применение в мощных радиопередатчиках.

Конечно, сложно представить современное музыкальное оборудование без ламповых схем.

Ламповый звук: правда или вымысел?

Усилители низкой частоты или просто усилители звука – самое известное современное применение радиоламп, которое к тому же вызывает много споров.

Доходит вплоть до «холиваров» между адептами лампового и транзисторного звука. Ламповый звук, как говорят, более «душевный» и «мягкий», его приятно слушать. В то время как транзисторный звук – «бездушный» и «холодный».

Чтобы дальше лучше понимать то, о чем тут написано, мы рекомендуем прочесть тематическую статью про звуки и их влияние на наши мозги.

Разогретые лампы УНЧ

Ничего не бывает просто так, и вряд ли такие споры и мнения возникали на пустом месте. В свое время вопросом, действительно ли ламповый звук приятнее для слуха, заинтересовались ученые. Было проведено довольно много исследований на тему отличий лампы от транзистора.

По данным одного из них, ламповые усилители добавляют в сигнал четные гармоники, которые субъективно воспринимаются людьми как «теплые», «приятные» и «уютные». Правда, сколько людей, столько и мнений, поэтому споры до сих пор ведутся.

Часто спор – пустая трата времени. А вот студенческий сервис, наоборот, поможет сохранить ценные человеко-часы. Обращайтесь к нашим специалистам за качественной помощью в любой области знаний.

• Контрольная работа от 1 дня / от 120 р. Узнать стоимость
• Дипломная работа от 7 дней / от 9540 р. Узнать стоимость
• Курсовая работа от 5 дней / от 2160 р. Узнать стоимость
• Реферат от 1 дня / от 840 р. Узнать стоимость

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.