Jump to content

    

Почему триод усиливает положительное напряжение на сетке?

Recommended Posts

flammmable

Вот, к примеру, документация на лампу 6Н8С. На третей странице pdf-а есть график зависимости Ia=f(Ua) с пачкой кривых для разных отрицательных Ug (от 0В до -24В). На этом графике всё понятно - чем ниже Ug, тем большее количество электронов запирается сеткой возле катода.

 

Однако в документации также имеется график Ia=f(Ua) на второй странице, где представлены кривые Ug от 0В до +20В. И чем выше Ug, тем выше ток при фиксированном Ua.

 

Я немного не пойму, почему ток усиливается при положительном Ug?

 

Во многих материалах объяснения скорее напоминают заклинание про то, что "электроны, вылетевшие из катода, ускоряются сеткой". Представим, однако, аналогию: вместо электрического поля у нас гравитационное, а вместо электронов - шарики, скатывающиеся по наклонной плоскости (с "горки"). Если у нас имеется только катод и анод (т.е. случай вакуумного диода), то эта плоскость будет однородной. Если у нас появляется сетка, то недалеко от самой верхней точки нашей "горки" появляется излом вниз, из-за которого на первом этапе крутизна оказывается больше. Но на втором-то она оказывается меньше, чем в случае диода! А по итогу, высота горки, что с изломом, что без него оказывается одинакова и E=mgh (а следовательно и mV^2/2) оказываются одинаковы.

 

Так как же увеличивается электрический ток при положительном Ug? Разве он не должен зафиксироваться на определённом значении при Ug=0?

У меня тому два предположения:
1) сетка начинает разворачивать в сторону анода даже те электроны, которые вылетели из катода практически по касательной и в отсутствие сетки не попали бы в анод. Но это значит, что если катод имеет форму цилиндра, вложенного в цилиндрический анод (т.е. такая коаксиальная конструкция), то положительное Ug не будет усиливать ток, так как 100% электронов, вылетевших из катода и так прилетят в анод - им просто некуда больше лететь, анод окружает их повсюду.
2) имеет место быть эффект Шоттки, когда положительное поле сетки понижает энергию выхода электронов, буквально "вырывая" дополнительное их количество (сверх того, что даёт термоэлектронная эмиссия без поля) из катода.

 

Есть ли какие-нибудь авторитетные материалы, объясняющие усиление тока при положительном Ug, кроме весьма сомнительного объяснения, что "сетка ускоряет электроны"?

Share this post


Link to post
Share on other sites

flammmable
46 minutes ago, LMA said:

Вспомнилась задача о брахистохроне.

Вот да! В объяснении вида "сетка ускоряет электроны", сама сетка как-то технично исчезает куда-то в параллельную вселенную, в момент, когда электрон её пролетел.

Share this post


Link to post
Share on other sites

stells

Странно, что Вас смущает утверждение, что "сетка ускоряет электроны", но при этом не смущает "сетка запирает электроны"

Share this post


Link to post
Share on other sites

flammmable
2 часа назад, stells сказал:

Странно, что Вас смущает утверждение, что "сетка ускоряет электроны", но при этом не смущает "сетка запирает электроны"

Специально нарисовал картинку. Ведь картинки, как известно, лучше, чем текст:

001.png

 

Какой будет скорость шарика, скатившегося в нижнюю точку (если он, конечно, способен скатиться в неё) и будет ли эта скорость зависеть от  перепада в районе пунктирной линии (ну то есть сможет ли перепад в районе пунктирной линии "ускорить" скатывающийся шарик)?

Edited by makc
Переход на личности удалён

Share this post


Link to post
Share on other sites

novikovfb

всё гораздо интереснее. Электроны вылетают из катода не стройными рядами с одинаковой скоростью, это - случайный процесс. Поэтому, часть электронов оказываются возвращенными сеткой назад на катод. И чем ниже потенциал сетки, тем больше их вернется. Если на сетку подать слишком высокое напряжение, то все электроны, выпущенные катодом, улетят куда надо и катод войдет в насыщение по току. Одна проблема - при этом, обычно, сетка сгорает. Но у ламповых диодов этот режим получить - элементарно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

flammmable
18 minutes ago, novikovfb said:

всё гораздо интереснее. Электроны вылетают из катода не стройными рядами с одинаковой скоростью, это - случайный процесс. Поэтому, часть электронов оказываются возвращенными сеткой назад на катод. И чем ниже потенциал сетки, тем больше их вернется. Если на сетку подать слишком высокое напряжение, то все электроны, выпущенные катодом, улетят куда надо и катод войдет в насыщение по току. Одна проблема - при этом, обычно, сетка сгорает. Но у ламповых диодов этот режим получить - элементарно.

Вы сейчас описали случай запирания триода отрицательным напряжением сетки, про который я говорил. Вопрос в том, почему усиление происходит и при положительном напряжении на сетке, а не застывает на фиксированной отметке по достижении нуля вольт.

Перефразиую. Предположим, у нас коаксиально расположенные катод сетка и анод. Предположим, на сетке - ноль. То есть её потенциал равен потенциалу катода.  В таком случае сетка ничего обратно не загоняет, а все электроны, вылетевшие из катода улетают в анод. Если теперь на сетку подать положительное напряжение, увеличится ли анодный ток? И если да, то почему?

Share this post


Link to post
Share on other sites

novikovfb
18 minutes ago, flammmable said:

Если теперь на сетку подать положительное напряжение, увеличится ли анодный ток? И если да, то почему?

увеличится, потому что поле у катода будет вытягивать больше электронов. Т.е. тепловой электрон, подошедший к поверхности с энергией, меньшей энергии выхода, получит дополнительную энергию от внешнего электрического поля.

Share this post


Link to post
Share on other sites

flammmable
12 minutes ago, novikovfb said:

увеличится, потому что поле у катода будет вытягивать больше электронов. Т.е. тепловой электрон, подошедший к поверхности с энергией, меньшей энергии выхода, получит дополнительную энергию от внешнего электрического поля.

И, повторяя основной вопрос самого первого поста: где тот авторитетный документальный источник, которым может подтвердить это предположение?

Share this post


Link to post
Share on other sites

LMA

Хорошая книга по теме: Клейнер Э.Ю. Основы теории электронных ламп (z-lib.org).djvu.

Тут даже неоднородность поля вблизи сетки рассмотрена:

triode.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.