системами маркировки полупроводниковых приборов

  Главная        Учебники - Радиотехника        Радиоконструирование (Н. Н.Путятин)

 поиск по сайту           правообладателям

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..

 

 

4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРЕПОДАВАНИЮ ОСНОВ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОРАДИОТЕХНИКИ

 

 

Руководителю кружка нужно познакомить ребят с обеими системами маркировки полупроводниковых приборов, с такими параметрами транзисторов, как обратный ток коллектора и коэффициент усиления, и способами измерения этих параметров или определения годности транзисторов. В приложении приводятся схемы простых приборов для определения годности транзисторов, предназначенных для самостоятельного изготовления.

Из теоретических сведений о радиолампах руководитель кружка сообщает, что электронными лампами или радиолампами называют электровакуумные приборы, действие которых основано на использовании электронных процессов в вакууме. Радиолампы используются для усиления электрических колебаний, выпрямления переменного тока, детектирования и других целей.

Беседу о работе радиоламп рекомендуется начинать с объяснения процесса термоэлектронной эмиссии. Слушателям сообщают, что раскаленные проводники излучают в пространство электроны. Чем сильнее нагрет проводник, тем большее количество электронов излучается с его поверхности в пространство и тем больше расстояние, которое может пролететь электрон. При этом вокруг излучателя образуется скопление электронов — электронное облачко, представляющее собой отрицательный пространственный заряд. Процесс излучения, или испускания, электронов раскаленными телами носит название термоэлектронной эмиссии. Излучатель называется катодом. Термоэлектронная эмиссия является одним из непременных условий работы радиоламп. Другим непременным условием является существование глубокого вакуума внутри балкона лампы.

Надо рассказать ребятам, что радиолампа представляет собой развитие осветительной лампы накаливания, созданной Александром Николаевичем Лодыгиным в 1873 году. Первые радиолампы имели прозрачные стеклянные баллоны такой же формы, как у электрических лампочек, а нити накала в них ярко светились. Современные радиолампы совсем не похожи на своих предшественниц. Это стеклянный, металлический или металлокерамический баллон, внутри которого помещены электроды. Выводы электродов припаивают к металлическим ножкам, расположенным на цоколе лампы. Внутри баллона лампы создан глубокий вакуум. Простейшая радиолампа имеет два электрода — катод и анод. Поэтому ее называют двухэлектродной радиолампой или диодом. Катод выполнен в виде нити накала и является излучателем электронов. Анод представляет собой металлический цилиндр, окружающий катод. Анод служит для улавливания электронов, излучаемых катодом (см. рис. 31). Для этой цели анод подключают к положительному полюсу батареи, называемой анодной батареей. Отрицательный полюс анодной батареи соединяют с положительным полюсом батареи накала. В пространстве между анодом и катодом образуется электрическое поле, силовые линии которого направлены от анода к катоду. Под действием этого электрического поля электроны, излучаемые катодом, движутся к аноду. Так внутри баллона лампы создается поток электронов. Протекающий в цепи анода ток называется анодным током. При выключении напряжения питания нити накала (катода лампы) анодный ток прекращается. Если анодную батарею подключить отрицательным полюсом к аноду, а положительным — к катоду, то электрическое поле будет направлено в обратную сторону — от катода к аноду. При этом свободные электроны будут отталкиваться анодом и электронный поток прекратится, а анодный ток будет равен нулю. Цепь анода оказывается разомкнутой. Из сказанного следует, что диод обладает односторонней проводимостью, т. е. пропускает ток только в одном направлении — от анода к катоду. Диод является вентилем. Эта особенность диода широко используется в радиотехнике для детектирования и выпрямления переменного тока.

Величиной анодного тока диода можно управлять, изменяя степень нагрева катода или регулируя величину напряжения на аноде. Практически применяется изменение напряжения на аноде при неизменной степени нагрева катода.

Применив макет «Радиолампа — диод», описанный на стр. 34, можно проделать опыт, подтверждающий зависимость анодного

тока от напряжения на аноде. Для этого, равномерно изменяя напряжение на аноде лампы, например через 10 В, записывают по показаниям приборов величины анодного тока и напряжения на аноде.

Однако в конце концов наступит такой момент, когда увеличение напряжения на аноде не даст увеличения анодного тока.

Это свидетельствует о том, что все электроны, излучаемые катодом, притягиваются анодом. Такое явление называется насыщением, а предельное значение анодного тока — током насыщения.

На основании полученных данных строят график зависимости анодного тока диода от напряжения на аноде при неизменном напряжении накала катода (см. рис. 32). Для этого вверх по вертикальной оси координат откладывают значения анодного тока 1а диода в миллиамперах, а вправо по горизонтальной оси — значения напряжения на аноде Ua в вольтах. По полученным данным опыта наносят на график соответствующие точки, которые соединяют плавной кривой линией. Кривая, показывающая зависимость анодного тока от напряжения на аноде при неизменном напряжении накала катода, носит название вольт-амперной или анодной характеристики диода.
О трехэлектродной лампе надо сказать, что триод отличается от диода наличием в лампе третьего электрода в виде сетки, расположенной между анодом и катодом на пути движения свободных электронов (рис. 33). Этот электрод назвали сеткой или управляющей сеткой. Позднее управляющую сетку стали выполнять в виде проволочной спирали. Оказалось, что если к сетке не подключен источник напряжения, она не оказывает никакого влияния на величину анодного тока лампы. Происходит это по* тому, что электроны свободно пролетают сквозь отверстия сетки. Чтобы получить радиолампу триод, между выводом сетки и одним из выводов накала подключили батарею так, чтобы можно было изменять напряжение на сетке лампы. Эту батарею назвали батареей сетки или сеточной батареей. Оказалось, что при подключении вывода сетки к положительному полюсу сеточной батареи анодный ток возрастает. Происходит это потому, что в пространстве между сеткой и катодом образуется электрическое поле, силовые линии которого направлены от сетки к катоду. Электрическое поле сетки складывается с электрическим полем анода. Результирующее поле увеличивает электронный поток. Поскольку сетка расположена ближе к катоду, чем анод, ее электрическое поле сильнее ускоряет движение электронов от катода к аноду. Вследствие большой скорости электроны по инерции пролетают отверстия сетки и затем притягиваются к аноду. Часть электронов будет притягиваться сеткой, образуя сеточный ток. При увеличении положительного напряжения на сетке сеточный ток возрастает. Дальнейшее увеличение положительного напряжения на сетке вызывает перераспределение электронов между сеткой и анодом, вызывая резкое уменьшение анодного тока и увеличение сеточного тока. Положительное напряжение на сетке увеличивает анодный ток и может довести его до насыщения (см. рис. 34).

Отрицательное напряжение на сетке образует электрическое поле, направленное навстречу полю анода. Результирующее поле уменьшается. Соответственно уменьшаются электронный поток и анодный ток лампы. Чем больше величина отрицательного напряжения на сетке, тем меньше анодный ток триода. При некотором значении отрицательного напряжения на сетке все электроны, излучаемые катодом, будут возвращаться к его поверхности. Анодный ток прекратится. Лампа, как говорят, будет «заперта» (см. рис. 35). Изменяя напряжение на сетке от некоторого отрицательного до некоторого положительного значения, можно изменять анодный ток триода от нуля до тока «насыщения». Поскольку сетка управляет потоком электронов, ее назвали управляющей сеткой.

Вывод: существует определенная зависимость величины анодного тока от величины напряжения на сетке. Для наглядности надо проделать опыт с помощью макета «Радиолампа — триод», описанного на стр. 35—36. Результаты измерений, полученные при опыте, записывают в тетрадь. Провести опыт могут сами ребята. Во все время опыта напряжение накала катода и напряжение на аноде должны быть постоянными. Сначала измеряют величину анодного тока при нулевом напряжении на сетке. Затем подключают батарею сетки так,, чтобы на сетке было отрицательное напряжение 1 В. Измерив анодный ток, отмечают его уменьшение. Увеличивая отрицательное напряжение на сетке через 1 В, записывают величину анодного тока, который будет уменьшаться. Наконец анодный ток станет равным нулю, лампа «запрется». Затем надо подключить к сетке положительное напряжение и увеличивать его через 1 В. Анодный ток начнет возрастать. Одновременно обнаружится возрастающий ток и в цепи сетки. При некотором напряжении на сетке анодный ток расти перестанет — наступит «насыщение». Затем величина анодного тока будет уменьшаться, а сеточного — увеличиваться.

По полученным данным опыта составляется график. Для этого строят оси координат. По горизонтальной оси вправо откладывают положительное напряжение сетки + с, а влево — отрицательное — с. По вертикальной оси вверх откладывают значение анодного тока /а мА. Наносят на график точки в соответствии с полученными результатами опыта. Точки соединяют плавной кривой линией (рис. 36). Кривая, показывающая зависимость анодного тока от напряжения на сетке при неизменных напряжениях накала и анода, называется анодно-сеточной характеристикой триода.