Двухэлектродная лампа – диод. Принцип работы и анодная характеристика.
Двухэлектродная электронная лампа или диод по своему устройству является наиболее простым электронным прибором.
Диодом называется электронная лампа, у которой имеются два электрода: катод и анод. Промышленность выпускает диоды прямого и косвенного накала (слайд 7).
|
- цепь накала, состоящую из источника напряжения накала UН, нити накала (катода) и соединительных проводов;
- цепь анода, состоящую из источника постоянного или переменного анодного напряжения Еа , сопротивления нагрузки RH, междуэлектродного промежутка анод-катод и соединительных проводов.
Работает диод в схеме следующим образом. При подключении источника напряжения накала UН нить накала нагревается и нагревает катод. Катод излучает электроны и вокруг него образуется электронное облачко (пространственный заряд).
При подключении источника анодного напряжения Еа положительным потенциалом к аноду лампы, а отрицательным - к её катоду, между анодом и катодом образуется электрическое поле, называемое полем анода.
Разность потенциалов между анодом и катодом называется анодным напряжением Ua.
Под воздействием силы электрического поля часть электронов облачка устремляются к аноду, образуя электронный поток, т.е. анодный ток лампы Iа.
Направление тока внутри лампы условно принимают от анода к катоду (противоположно движению электронов).
Если увеличить напряжение на аноде Uа, то анодный ток Iа за счет рассасывания электронного облачка будет до известного предела увеличиваться.
Максимальный анодный ток, при котором все электроны, вылетающие с катода, попадают на анод, называется током насыщения Iн.
Кривая, показывающая зависимость анодного тока Ia от изменения напряжения на аноде Ua, при постоянном напряжении накала UH, называется анодной характеристикой.
Если изменить полярность напряжения на аноде, т.е. к аноду подключить отрицательный потенциал, а к катоду - положительный, то электроны к аноду притягиваться не будут. Анодный ток в лампе прекратится (на графике левее точки 0). Следовательно, диод обладает односторонней проводимостью.
В радиолокационных станциях применяются различные типы диодов. Отличаются они друг от друга параметрами - постоянными величинами, характеризующими электрические свойства, присущие данному типу лампы.
Из анодной характеристики можно определить два основных его параметра (слайд 10): крутизну характеристики S и внутреннее сопротивление Ri .
Крутизной характеристики (S) называется величина, показывающая, на сколько миллиампер изменится анодный ток, если анодное напряжение изменить на один вольт (при неизменном напряжении накала).
У диодов различных типов крутизна характеристики колеблется в пределах 0,25-7,0 мА/В.
Внутреннее сопротивление переменному току Ri (Ом) представляет собой отношение приращения анодного напряжения и вызванного им приращения анодного тока
Внутреннее сопротивление диода является величиной, обратной крутизне характеристики. Чтобы получить Ri в омах, необходимо брать в амперах. Чем меньше внутреннее сопротивление, том лучше диод работает в качестве выпрямителя.
Диоды в РЛС применяются в схемах выпрямителей переменного тока, детекторах.
Кроме указанных параметров крутизна характеристики и внутреннее сопротивления диоды, применяемые в выпрямителях, характеризуются еще следующими параметрами: максимальным обратным напряжением и мощностью, рассеиваемой анодом.
Максимальное обратное напряжение Uобр - это такое наибольшее отрицательное относительно анода и положительное относительно катода напряжение, которое диод выдерживает без пробоя.
Мощность, рассеиваемая анодом: Ра = Uа*Iа выделяется вследствие бомбардировки анода электронами. При выделении мощности, превышающей допустимую, анод нагревается докрасна и может расплавиться.
Третий учебный вопрос.