Токораспределение в триоде

Токораспределением называется процесс распределения электронного потока меж­ду электродами триода. При и_с < О практически все электроны, покинувшие катод, попадают на анод, и ток анода можно считать равным катодному току, а ток сетки равным нулю. При и_с > О некоторая часть электронов попадает на сетку, поэтому анодный ток оказывается меньше катодного:

(10.21)

Здесь ά — коэффициент передачи катодного тока, показывающий, какая часть электронов, покинувших катод, попадает на анод.

Ток сетки также составляет часть катодного тока. Он равен

(10.22)

Количество электронов, попадающих на тот или иной электрод, определяется тра­екториями их движения. При изменении напряжений на электродах изменяются траектории движения электронов и, следовательно, коэффициент ά.

На рис. 10.6 показаны траектории движения электронов для различных напря­жений на сетке. Если и_с = и_0з, то заряд сетки q_c = 0 и эквипотенциальные линии параллельны плоскости катода, а траектории движения электронов перпенди­кулярны ей (рис. 10.6, а). В этом случае электроны, выходящие из катода под проволоками сетки, попадают на сетку, а электроны, выходящие с участков ка­тода, расположенных под просветами сетки, попадают на анод. Траектории элек­тронов, разделяющие электронный поток на две части, называются граничными. В данном случае они касаются проволок сетки. Коэффициент а определяется со­отношением ά = b/р, где р — шаг сетки, b — ширина участка, с которого электроны попадают на анод.

Если и_с < и_0з, то заряд сетки оказывается отрицательным, и эквипотенциальные линии прогибаются вниз (рис. 10.6, б). Силы поля, направленные перпендику­лярно эквипотенциальным линиям, прижимают электроны к середине просвета, и траектории электронов искривляются так, что ширина участка b увеличивается и коэффициент ά возрастает.

Если и_с > и_0з, то заряд сетки становится положительным, и эквипотенциальные линии прогибаются вверх (рис. 10.6, в), траектории электронов искривляются так, что ширина участка b уменьшается, и коэффициент ά становится меньше. Если и_с > и_а, то на участке сетка—анод существует тормозящее электрическое поле (рис. 10.6, г). В это поле электроны влетают под разными углами β со скорость υ_с которую можно разложить на нормальную υ_н и тангенциальную υ_т составляющие. На анод могут попасть только те электроны, кинетическая энергия которых m* υ_н /2 больше (или равна) энергии тормозящего поля q(u_c - и_а). В этом случае часть элек­тронов, влетевших в промежуток сетка—анод под углами β > β_кр, возвращается назад, не достигнув анода. Часть возвращающихся электронов попадает на про­волоки сетки, а другая часть попадает в околокатодную область, в результате чего возрастает потенциальный барьер |φ_т|.

Режим работы, когда электроны попадают на сетку только в результате прямого перехвата их проволоками сетки, называется режимом перехвата. В этом режиме граничные траектории электронов касаются проволок сетки, и коэффициент а изменяется сравнительно слабо. Режим работы, когда некоторая часть электро­нов, прошедших через просветы между проволоками сетки, возвращается назад, называется режимом возврата. В этом режиме граничные траектории касаются поверхности анода, и коэффициент а сильно изменяется при изменении и_с или и_а. В режиме возврата торможение электронов в промежутке сетка—анод ведет к уве­личению объемной плотности заряда, в результате чего в этом промежутке может возникнуть второй потенциальный барьер. Граница раздела между режимами воз­врата и перехвата определяется геометрическими размерами электродов и плот­ностью объемного заряда.