5. Электровакуумные приборы. Виды электронной эмиссии. Классификация электровакуумных приборов. Область применения.

К электровакуумным приборам относятся электронные лампы, электронно-лучевые трубки, электровакуумные фотоэлектронные приборы, вакуумные люминесцентные индикаторы и др.

Принцип действия электровакуумных приборов основан на создании электронного потока и управлении этим потоком свободных электронов с помощью электрических или электромагнитных полей. Для получения потока свободных электронов используется специальный металлический или полупроводниковый электрод, называемый катодом. Процесс выхода электронов из катода называется электронной эмиссией. Как известно, выходу электронов из катода препятствуют силы двойного электрического слоя у его поверхности. Для преодоления тормозящего действия двойного электрического слоя электронам необходимо сообщить дополнительную энергию. В зависимости от способа сообщения электронам дополнительной энергии различают следующие виды электронной эмиссии:

термоэлектронную, при которой дополнительная энергия сообщается электронам при нагреве катода;

вторичную электронную, которая возникает при бомбардировке катода потоком электронов или ионов, двигающихся с большой скоростью;

фотоэлектронную, при которой на поверхность катода воздействует электромагнитное излучение;

электростатическую, при которой выход электронов из катода обеспечивается сильным электрическим полем у его поверхности.

Электронные лампы. Диоды, триоды,пентоды. Параметры, характеристики.Область применения.

В зависимости от количества электродов различают лампы двухэлектродные – диоды, трехэлектордные – триоды, четырехэлектродные тетроды, пятиэлектродные – пентоды и др. В ряде случаев в одном корпусе размещаются две лампы, например, диод и пентод.

Э лектровакуумный диод представляет собой стеклянный или металлический баллон, в котором создан высокий вакуум. Внутри баллона располагаются два электрода: анод и катод. При нагревании катода энергия электронов возрастает, и часть из них вылетает с поверхности катода. Если к аноду приложить положительный потенциал, то между анодом и катодом возникает ускоряющее поле и протекает электрический ток. Если изменить полярность приложенного напряжения, то возникает тормозящее электрическое поле и протекание тока Ja через диод прекращается (рис.7). Таким образом, диоды обладают односторонней проводимостью.

Основными статическими параметрами любого диода являются:

• крутизна анодной характеристики Si,

Si = dJa/dUa  Ja/Ua;

• дифференциальное сопротивление Ri,

Ri = dUa/ dJa  Ua/Ja;

• сопротивление при постоянном токе Ro,

Ro = Uao/Jao,

где Ua, Ja – конечные приращения напряжения и тока вблизи рабочей точки.

Электровакуумные диоды используются в схемах выпрямителей переменного тока, детекторах, формирователях, генераторах импульсов специальной формы и т.д.

Электровакуумные триоды имеют в своем составе дополнительную управляющую сетку, которая располагается вблизи катода. Изменяя напряжение Uc на управляющей сетке, можно управлять анодным током. Поэтому триод можно использовать в качестве усилительного элемента.

Основными параметрами триодов являются:

• крутизна, Si = dJa /dUс  Ja/Uc, при Ua – const;

• внутреннее динамическое сопротивление Ri,

Ri = dUa/ dJa  Ua/Ja, при Uc – const;

• статический коэффициент усиления ,

 = dUa /dUс  Ua/Uс, при Ia – const,

где Ua, Uс, Ia – конечные приращения тока Ia и напряжений Ua и Uс вблизи рабочей точки.

Э лектровакуумные триоды находят применение в усилителях высокой и низкой частоты, генераторах колебаний, стабилизаторах напряжений и тока, в импульсных системах и т.д. Основными недостатками триода являются значительная межэлектродная емкость сетки-анода и сравнительно невысокий коэффициент усиления.

Пентод – имеет 5 электродов: катод, управляющая экранирующая, антидинатронная сетки, анод