Вах вакуумного диода: Вакуумный диод-вольт амперная характеристика, устройство диода

Содержание

Вакуумный диод-вольт амперная характеристика, устройство диода

Вакуумом называется настолько разреженное скопление газа, которое практически исключает соударение молекул, что сводит электропроводность вакуума к минимуму.

Вакуумный диод — это металлокерамический или диодный баллон, во внутренней полости которого отсутствует воздух. Как результат, показания по давлению внутри таких баллонов составляет 10 ^-6— 10 ^-7миллиметров ртутного столба.

Структура диода вакуумного типа

Во внутренней вакуумной полости баллона размещается пара электродов:

Катодный электрод.

По катоду проводится изолированный проводниковый элемент, который нагревается посредством тока переменной или постоянной частоты. Отделяющиеся от элемента отрицательно заряженные частицы находятся в потоке и притягиваются в сторону анодного электрода.

Катоды диодов вакуумного типа выполняются преимущественно по подобию W и V литер. Это позволяет увеличить размер устройства по длине.

Анодный электрод.

Округлый или элиптоидный цилиндрический элемент. Расположен на одной горизонтали с катодом.

Аноды выполняются по форме кубообразные элементы с отсутствующими боковыми гранями. Если рассматривать его в разрезе, то можно увидеть закруглённый на углах четырёхугольник. Видимая конструкция обусловлена тем, что промежуток катод-анод по всем векторам направлений должен быть одинаковым. По этой причине и катоды, и аноды контуром похожи на эллипс.

Для уменьшения нагреваемости анода, в его конструкцию обычно включаются специальные теплоотводные «ребра».

Закрепление катодов и анодов осуществляется посредством особых держателей.

Электровакуумный диод

Помимо вакуумных полупроводников были созданы также электровакуумные диоды.

Под этим названием подразумевается двухэлектродная вакуумная электронная лампа. Конструкция этого устройства сходна с диодом вакуумного типа. На деле они практически не отличаются. Единственный несовпадающий момент заключается в том, что в электровакуумном диоде роль катодного электрода исполняет w-подобная, либо ровная нить.

В процессе функционирования диода температурный уровень нити должен подниматься, пока не достигнет определённого градуса. В этот момент запускается процесс термоэлектронной эмиссии. Когда аноды электроды получают напряжение со знаком «минус», происходит перенаправление электронов в обратную сторону, к катоду. В момент, когда на анод начинает поставляться напряжение со знаком «плюс», отсоединившиеся электроны вновь движутся к анодному электроду.

Это провоцирует возникновение тока.

Сферы применения

Вакуумные и аналогичного типа диоды применяются в качестве выравнивателей частоты приложеного напряжения. Данное свойство качество является базовым для вакуумных выпрямителей. Они применяются как фиксаторы высокочастотных волн и выпрямители электронных потоков переменного характера.

Диоды электровакуумного типа обладают односторонней электропроводностью. Причина этому в том, что электроны могут двигаться лишь по направлению катод-анод. Это позволяет эксплуатировать вакуумный диод в роли инвертера.

Применение вакуумных диодов позволяет питать радиотехнику от сети с переменным током.

Параметры вакуумного диода определяют качество и назначение механизма, в котором он установлен.

Однако вакуумные диоды имеют ограничения по рабочей частоте напряжения: 500 МГц.

Принцип работы

Диоды вакуумного типа работают следующим образом:

Катод разогревается, начинается отделение отрицательно заряженных частиц.
Развивается процесс термоэлектронной эмиссии.
Уже свободные частицы блокируют отделение других частиц, происходит образование электронного облака.

Электроны с самой низкой скоростью перемещения притягиваются обратно к катоду.
При строго фиксированной температуре происходит стабилизация электронного облака. То есть количество отлетающих электронов совпадает с количеством оседающих

При возникновении нулевого напряжения (короткого замыкания) частицы движутся к в сторону анодного электрода. Это происходит за счёт преодоления быстрыми электронами потенциальной ямы. Ток отсекается, если пустить по аноду напряжение со знаком «минус» на 1В или даже менее того.

Если подать положительное напряжение, то произойдёт формирование ускоряющего поля, увеличивающего анодный ток. На уровне близком к предельной катодной эмиссии рост тока снижает скорость и стабилизируется. Это называется эффектом «насыщения».

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Вольт-амперная характеристика диодов вакуумного типа состоит из трёх участков:

Начальный, нелинейный.

Характеризуется медленным возрастанием тока и повышением уровня напряжения на анодном электроде, что рассматривается как следствие оказываемого электронным облаком (с отрицательным зарядом) сопротивления. Уровень тока на аноде весьма низок, но он увеличивается по экспоненте вместе с напряжением. Это происходит благодаря неоднородности скоростей движущихся электронов. Чтобы прекратить анодный ток потребуется отрицательное, запирающее напряжение на аноде.

Закон степени 3/2-х. Второй участок.

Проявляется взаимозависимость тока и напряжения на аноде в соответствии с законом степени 3/2-х, где одна из переменных находится в зависимости от роста катодной температуры.

Последний, насыщение.

Если уровень напряжения продолжает увеличиваться, то происходит замедление, а затем и прекращение роста тока, поскольку все электроны приникают к аноду, эмиссионный потенциал катода израсходован.

Ток, который при этом устанавливается на аноде, называется током насыщения.

Основные характеристики вакуумного диода

Охарактеризовать вакуумный диод можно по следующим параметрам:

Крутизне ВАХ;
Дифференциальному сопротивлению;
Максимально допустимому обратному напряжению;
Запирающему напряжению;
Максимально допустимой рассеиваемой мощности;

Вычисление крутизны и внутреннего сопротивления осуществляется через анодное напряжение и уровень температуры на катоде.

Похожее

Вольт-амперная характеристика вакуумного диода | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

Раздел:

Электровакуумные приборы

Главной характеристикой диода является зависимость силы его анодного тока I_а от напряжения между анодом и катодом (анодного напряжения) U_а при номинальном накале катода. Эту зависимость изображают в виде графика, который и называют вольт-амперной (анодной) характеристикой.

Для снятия характеристики диода составляют электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 7.9. Здесь можно выделить цепь накала катода, в которую входит источник накала и выключатель S. В анодную цепь входит промежуток в лампе анод-катод, миллиамперметр для измерения силы анодного тока, вольтметр для измерения анодного напряжения

U_а, реостат R, включенный как делитель напряжения, и источник анодного напряжения.

Изменяя с помощью резистора R напряжение между анодом и катодом, а также изменяя полярность включения анодного источника, измеряют силу тока в анодной цепи и строят график, который показан на рис. 7.10, для чистого металлического (неактивированного) катода.

Дело в том, что ток насыщения можно получить лишь у диодов, катоды которых металлические. Такие катоды из чистого вольфрама используются, например, в электронных микроскопах.

Материал с сайта http://worldofschool.ru

Рис. 7.9. Схема установки для исследования вольт-амперной характеристики

Рис. 7.10. Вольт-амперная характеристика диода

В подавляющем большинстве электронных ламп для уменьшения работы выхода электронов из катода последние покрывают различными веществами. Так, например, если нанести на вольфрам одну из окисей щелочноземельных металлов (бария и др.), то работа выхода уменьшается почти в 3 раза.

При исследовании диодов с активированными катодами можно наблюдать явление автоэлектронной эмиссии.

Автоэлектронная эмиссия — явление, когда за счет энергии электрического поля между анодом и катодом можно добиться вырывания свободных электронов с холодного (не раскаленного) катода.

Автоэлектронная эмиссия применяется в электронных лампах с холодным катодом (на графике показано пунктиром).

На этой странице материал по темам:

Вольт-амперная характеристика вакуумного диода физика
Вольт амперная характеристика вакуумного диода
Особенности вольт-амперной характеристики тд
График вах вакуумного диода
Вольт амперная характеристика в вакууме

Вопросы по этому материалу:

Что такое вольт-амперная характеристика диода?
Объясните характер изменения силы анодного тока в диоде при изменениях напряжения между анодом и катодом.

Электровакуумный диод | Основы электроакустики

Электровакуумный диод — вакуумная двухэлектродная электронная лампа. Катод диода нагревается до температур, при которых возникает термоэлектронная эмиссия. При подаче на анод отрицательного относительно катода напряжения все эмитированные катодом электроны возвращаются на катод, при подаче на анод положительного напряжения часть эмитированных электронов устремляется к аноду, формируя его ток. Таким образом, диод выпрямляет приложенное к нему напряжение. Это свойство диода используется для выпрямления переменного тока и детектирования сигналов высокой частоты. Практический частотный диапазон традиционного вакуумного диода ограничен частотами до 500 МГц. Дисковые диоды, интегрированные в волноводы, способны детектировать частоты до 10 ГГц

Диод — двухэлектродный прибор, состоящий из катода и анода. Одна группа диодов предназначена для детектирования, т.е. для выделения напряжения низкой частоты из модулированных высокочастотных колебаний. Они выпускаются с катодами косвенного накала и имеют электроды небольшого размера, рассчитанные на малые анодные токи, малую допустимую мощность потерь на аноде и сравнительно невысокое обратное напряжение. Вторая группа диодов (диоды большой мощности) предназначена для выпрямления переменного напряжения, в основном, тока промышленной частоты.

Электровакуумный диод представляет собой сосуд (баллон), в котором создан высокий вакуум. В баллоне размещены два электрода — катод и анод. Катод прямого накала представляет собой прямую или W-образную нить, разогреваемую током накала. Катод косвенного накала — длинный цилиндр или короб, внутри которых уложена электрически изолированная спираль подогревателя. Как правило, катод вложен внутрь цилиндрического или коробчатого анода, который в силовых диодах может иметь рёбра или «крылышки» для отвода тепла. Выводы катода, анода и подогревателя (в лампах косвенного накала) соединены с внешними выводами (ножками лампы).
Принцип работы При разогреве катода электроны начнут покидать его поверхность за счёт термоэлектронной эмиссии. Покинувшие поверхность электроны будут препятствовать вылету других электронов, в результате вокруг катода образуется своего рода облако электронов. Часть электронов с наименьшими скоростями из облака падает обратно на катод. При заданной температуре катода облако стабилизируется: на катод падает столько же электронов, сколько из него вылетает. Уже при нулевом напряжении анода относительно катода (например, при коротком замыкании анода на катод) в лампе течёт ток электронов из катода в анод: относительно быстрые электроны преодолевают потенциальную яму пространственного заряда и притягиваются к аноду. Отсечка тока наступает только тогда, когда на анод подано запирающее отрицательное напряжение порядка ?1 В и ниже. При подаче на анод положительного напряжения в диоде возникает ускоряющее поле, ток анода возрастает. При достижении током анода значений, близких к пределу эмиссии катода, рост тока замедляется, а затем стабилизируется (насыщается).
Вольт-амперная характеристика (ВАХ) электровакуумного диода имеет 3 характерных участка:

1. Нелинейный участок. На начальном участке ВАХ ток медленно возрастает при увеличении напряжения на аноде, что объясняется противодействием полю анода объёмного отрицательного заряда электронного облака. 2}} — универсальная термоэлектронная постоянная Зоммерфельда.
ВАХ анода зависит от напряжения накала — чем больше накал, тем больше крутизна ВАХ и тем больше ток насыщения. Чрезмерное увеличение напряжения накала приводит к уменьшению срока службы лампы.
К основным параметрам электровакуумного диода относятся:

Крутизна ВАХ: S={dI_a \over dU_a} — изменение анодного тока в мА на 1 В изменения напряжения.
Дифференциальное сопротивление: R_i={1 \over S}
Максимально допустимое обратное напряжение. При некотором напряжении, приложенном в обратном направлении (то есть изменена полярность катода и анода), происходит пробой диода — проскакивает искра между катодом и анодом, что сопровождается резким возрастанием силы тока.
Запирающее напряжение — напряжение, необходимое для прекращения тока в диоде.
Максимально допустимая рассеиваемая мощность.
Крутизна и внутреннее сопротивление являются функциями от анодного напряжения и температуры катода.

Если температура катода постоянна, то в пределах участка «трех вторых» крутизна равна первой производной от функции «трех-вторых».

Они выпускаются как с катодами прямого, так и подогревного (косвенного) накала и делятся на два класса: низковольтные и высоковольтные. К маломощным высокочастотным диодам, предназначенным для детектирования высокочастотных колебаний, относятся диоды типа 6Х6С, 6Х2П, 6Х7Б, а также диоды в комбинации с триодами и пентодами: 1Б1П, 1Б2П, 6Б2П, 6Б8С, 6Г2 и 6Г7. К кенотронам, предназначенным для выпрямления напряжения промышленной частоты в выпрямителях радиоаппаратуры, относятся: 5Ц3С, 5Ц4С, 5Ц9С, 6Ц4П и 6Ц5С.

Обозначения диодов

Первый элемент — число, обозначающее (округленно) напряжение накала.
Второй элемент — буква, обозначающая тип лампы: Д — одинарные диоды. Х — двойные диоды. Ц — кенотроны (назависимо от числа анодов).
Третий элемент — число, указывающее порядковый номер типа прибора с одинаковыми остальными элементами обозначения.
Четвертый элемент — буква, указывающая на конструктивное оформление. Лампы в металлическом баллоне этой буквы не имеют. С — стеклянный баллон; П- пальчиковая лампа; Б — миниатюрная лампа диаметром 6 мм; Ж — лампы типа «желудь», специально для УКВ; Л — лампы с замковым цоколем, устраняющим возможность выпадения из гнезда при тряске.

Почему вакуумный диод обладает односторонней проводимостью? Вольт амперная характеристика диода | Электронщик

Вакуумный диод — это металлокерамический или диодный баллон, во внутренней полости которого отсутствует воздух. Как результат, показания по давлению внутри таких баллонов составляет 10 -6 — 10 -7 миллиметров ртутного столба.

Структура диода вакуумного типа

Во внутренней вакуумной полости баллона размещается пара электродов:

Катодный электрод.

Изготавливаемый из металлов, вертикально расположенный элемент цилиндрической формы. На поверхности сформировано напыление из металлических оксидов (используются металлы земельно-щелочной группы) поэтому катод называется оксидным. Катоды данного типа отличаются тем, что в момент повышения температуры электроны отделяются от них гораздо активнее, чем от стандартных катодов металлического типа. По катоду проводится изолированный проводниковый элемент, который нагревается посредством тока переменной или постоянной частоты. Отделяющиеся от элемента отрицательно заряженные частицы находятся в потоке и притягиваются в сторону анодного электрода.

Анодный электрод.

Округлый или элиптоидный цилиндрический элемент. Расположен на одной горизонтали с катодом.

Закрепление катодов и анодов осуществляется посредством особых держателей.

Электровакуумный диод

Помимо вакуумных полупроводников были созданы также электровакуумные диоды.

Сферы применения

Применение вакуумных диодов позволяет питать радиотехнику от сети с переменным током.

Параметры вакуумного диода определяют качество и назначение механизма, в котором он установлен.

Однако вакуумные диоды имеют ограничения по рабочей частоте напряжения: 500 МГц.

Принцип работы

Диоды вакуумного типа работают следующим образом:

Катод разогревается, начинается отделение отрицательно заряженных частиц.
Развивается процесс термоэлектронной эмиссии.
Уже свободные частицы блокируют отделение других частиц, происходит образование электронного облака.
Электроны с самой низкой скоростью перемещения притягиваются обратно к катоду.
При строго фиксированной температуре происходит стабилизация электронного облака. То есть количество отлетающих электронов совпадает с количеством оседающих

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Вольт-амперная характеристика диодов вакуумного типа состоит из трёх участков:

Начальный, нелинейный.

Закон степени 3/2-х. Второй участок.

Последний, насыщение.

Основные характеристики вакуумного диода

Охарактеризовать вакуумный диод можно по следующим параметрам:

Крутизне ВАХ;
Дифференциальному сопротивлению;
Максимально допустимому обратному напряжению;
Запирающему напряжению;
Максимально допустимой рассеиваемой мощности;

Предупреждение о возможной опасности при использовании электроприборов. Помните, что некоторые действия при отсутствии специального образования могут быть связаны с риском.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Делитесь информацией в соцсетях, ставьте лайки, если вам понравилось — это поможет развитию канала

Измерение температуры термоэлектронов в вакуумном диоде, страница 4

3. Экспериментальная часть.

3.1. Описание метода. Для измерения температуры электронного газа в диоде применяется метод задерживающего потенциала анода, создающего потенциальный барьер, пропускающий на анод только часть функции распределения электронов с надбарьерными скоростями. Обработка вольтамперной характеристики анода позволяет найти температуру электронов.

3.2. Оборудование (Рис.3): генератор переменного тока Г3-56/1 (1), стабилизированный источник Б5-47 (2), миллиамперметр переменного тока Э-59 (3), цифровой микроамперметр ВТ-21А (4), сборка с вакуумным диодом 2Д3Б (5), резистором R = 100 Ом(6) и полупроводниковым диодом (7).

3.3. Описание установки. Электрическая схема установки приведена на Рис.3.

В диоде 2Д3Б катод прямого накала нагревается переменным током, вырабатываемого генератором (1). При пропускании тока накала катод оказывается неэквипотенциальным: возникает разность потенциалов между различными участками катода, которая сравнима по величине с потенциалом анода, и получить правильную ВАХ нельзя. Для преодоления этого затруднения используется следующий прием. В цепь катода включен диод (7) и резистор (6), так что катод нагревается однополупериодными импульсами тока, а на сопротивлении (6) в фазе прохождения тока накала появляется падение напряжения, которое оказывается приложенным между катодом и анодом и имеет такую полярность, что анодный ток прекращается. Таким образом, анодный ток протекает только в промежутках между импульсами тока накала, когда катод можно считать эквипотенциальным. Частота сигналов генератора составляет несколько сотен герц, и в промежутках между импульсами катод не успевает остыть.

Среднее значение анодного тока измеряется микроамперметром (4). Форма импульсов тока накала и анодного тока может быть проконтролирована с помощью осциллографа. Внимание! Ток накала катода не должен превышать 100 mA !

4. Инструкция по выполнению работы

4.1. Порядок выполнения работы. Соберите схему (Рис.3) и убедитесь в правильной полярности подключения диода (7) в цепи накала. Установите генератором (1) ток накала I_н = 70-80 mA. Измерьте ВАХ диода I(U) по точкам в интервале —3 В < U_изм < 0 В через 0.2 В. Начало ВАХ определится превышением измеряемого тока уровня шумовых наводок. Эти измерения следует повторить для токов накала 80-90 и 90-100 mA.

4.2 Обработка результатов. Задания. Для обработки измеренные данные рекомендуется внести в программу Excell в форме таблицы приведенной ниже.

		ВАХ для разных I_н			для U⁰_изм= 1 В
U_изм, В	U, В	80 мА	90 мА	100 мА	80 мА	90 мА	100 мА
(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)	(7)	(8)
-3	…	…	…	…	…	…	…
-2.8	…	…	…	…	…	…	…
-2.6	…	…	…	…	…	…	…
…	…	…	…	…	…	…	…
0	…	…	…	…	…	…	…

Здесь в колонки (1), (3)-(5) вносятся вольт-амперные характеристики — измеренные токи диода при разных измеренных потенциалах анода (U_изм) трех различных токах накала диода.

4.1. Определение величины j_min. Для удобства и облегчения численных оценок величин температуру электронного газа будем выражать в специальных энергетических единицах — электрон-вольтах. Для пересчета используем соотношение

1 эВ = 1.6·10^-12эрг = 1.6·10^-19 Дж Û 11600 К.

Как следует из формулы (8), ток на диод можно представить состоящим из двух слагаемых. Сравним их при различных значениях параметра h, взяв значения интеграла вероятности, например, из справочника [9].

Таблица 1.

Снятие вольт-амперной характеристики вакуумного диода

СНЯТИЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВАКУУМНОГО ДИОДА

Двухэлектродная электронная лампа (диод) состоит из катода и анода, помещенных в стеклянный или металлический баллон, из которого выкачан воздух. При нагревании катода током из него в результате термоэлектронной эмиссии вылетают электроны. Когда анод имеет положительный потенциал, электроны притягиваются к нему, через лампу идет ток. Когда анод имеет отрицательный потенциал, тока нет, лампа «заперта».

Основной характеристикой диода является его анодная характеристика, которая показывает зависимость силы анодного тока диода от анодного напряжения при неизменном напряжении накала.

В данной работе нужно снять анодные характеристики диода, определить сопротивления диода при различных напряжениях.

Выполнение работы

Оборудование:

1)вакуумный диод на панели;

2)миллиамперметр постоянного тока на 0-5mA;

3) вольтметр на 0-20В;

4) источник электропитания для практикума №3 на 220В;

5) комплект проводов соединительных.
1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений.

U_а, В	-3	0	5	10	15	20	25	30	35
I_а, мА

2.По принципиальной схеме, изображенной на рисунке 1, соберите электрическую цепь. Она состоит только из анодной цепи.

3.Соединение приборов выполняем согласно рисунка 2. Соблюдайте полярность соединения приборов.

4.Собранную цепь обязательно покажите учителю.

5.Включите блок питания в сеть.

6.Плавно изменяя сопротивление резистора R, запишите показания приборов в таблицу.

7.По данным таблицы постройте вольт-амперную характеристику вакуумного диода.

8.Вычислите сопротивление диода при напряжении 5В и 30В.

Есть ли ошибки в рассуждении:

При нагревании катода из него вырываются электроны.
Когда анод имеет положительный потенциал, через лампу течет ток.
Если на анод подается отрицательный потенциал, то электроны отталкиваются от анода.
Если раскаленный катод испускает электроны, а к аноду подан положительный потенциал, то анодный ток равен нулю.

Достарыңызбен бөлісу:

Принцип устройства и работы вакуумного диода — Меандр — занимательная электроника

Особенностью электронных ламп является их пригодность для работы с переменными токами различнейших частот вплоть до самых высоких. Вследствие практического отсутствия инерции электронные лампы могут работать при таких высоких частотах, которые недоступны каким-либо другим устройствам.

Простейшей электронной лампой является диод. Слово «диод», основой которого служит греческий корень «ди» — два, означает, что в этой лампе имеются два электрода.

Первый из этих электродов нам уже знаком – это катод, служащий для получения потока электронов и необходимый в каждой электронной лампе, к какому бы типу она ни относилась. Вторым электродом является металлическая пластика – анод. Таким образом, диод – двухэлектродная электронная лампа – представляет собой стеклянный или металлический баллон, из которого выкачан воздух и внутри которого находятся катод и анод. От этих электродов сквозь стенки баллона проходят выводы. Если баллон стеклянный, то выводы впаиваются в стекло. Если же баллон металлический, то выводы можно сделать, например, через стеклянные бусинки, впаянные в металл.

От анода делается один вывод. Если нить накала одновременно является и катодом, то от нее делаются два выводы (от концов нити). Если катод подогревный, то у него делают три вывода – два от подогревающей нити и один – от излучающего слоя, т. е. от собственного катода.Внутри баллона лампы создается очень высокий вакуум, вполне достаточный для того, чтобы электроны могли беспрепятственно вылетать из раскаленного катода. Поэтому, если катод диода нагреть до нужной температуры, из него начнется электронная эмиссия и электроны образуют вокруг катода своего рода электронное облачко. Образование из катода, испытывают отталкивающее действие со стороны ранее вылетевших электронов, поэтому они не могут отлететь на значительное расстояние от катода. Часть электронов, имеющих наименьшие скорости, падает обратно на катод. В конце концов электронное облачко стабилизируется: на катод попадает столько же электронов, сколько из него вылетает. Облачко представляет собой запас свободных электронов в вакууме, пригодный для использования.

Второй находящийся в баллоне диода электрод – анод – предназначен для использования электронов вылетающих из катода, и для управления ими. С этой целью к катоду и аноду лампы подводится электрическое напряжение, например от батареи.

Очевидно, это напряжение можно подвести к лампе двумя способами: минус источника питания к катоду и плюс к аноду или наоборот.

Если мы присоединим плюс источника питания к катоду, минус к аноду, то электроны, вылетающие из раскаленного катода, нельзя будет использовать по двум причинам. Во-первых, электроны, покинувшие катод с небольшой скоростью, будут, очевидно, возвращаться обратно на катод, который в этом случае имеет положительный заряд и поэтому будет стремится притянуть к себе отрицательно заряженные электроны. Во-вторых, электроны, получившие при вылете достаточно большую скорость и концентрирующиеся в виде электронного облачка вокруг катода, окажутся бесполезными, так как отрицательно заряженный анод лампы не только не будет их притягивать, но и наоборот – станет их отталкивать обратно к катоду.

Иначе будет обстоять дело тогда, когда мы присоединим плюс источника напряжения к аноду, а минус – к катоду. Одновременно в цепь батареи включим миллиамперметр. В этом случае включенный в цепь миллиамперметр отметит прохождение тока. Этот ток будет течь по следующей цепи: батарея – катод лампы – пространство между катодом и анодом лампы – миллиамперметр – батарея. Ток в цепи возникает тогда, когда плюс батареи присоединен к аноду, а минус – к катоду. Этим и объясняется название второго электрода лампы: «анод» (в электротехнике анодом принято называть электроды, соединенные с положительным полюсом источника тока, а катодом – соединенные с отрицательным полюсом). В соответствии с этим текущий через лампу ток, образованный потоков электронов, несущихся от катода к аноду, называют анодным током. Анодный ток обозначается обычно символом І_а_,а напряжение на аноде U_а. В отличие от него напряжение накала лампы обозначается символом U_н.

Чем же определяется величина І_а?

Чтобы ответить на этот вопрос, произведем такой опыт. Раскалим катод до нужной температуры и будем подавать на анод положительное напряжение, начиная с самого небольшого и постепенно увеличивая его. При каждом изменении анодного напряжения будем по миллиамперметру отмечать величину тока в цепи. Если мы затем по записанным отсчетам построим график, откладывая на горизонтальной оси величины напряжения на аноде, а на вертикальной – соответствующие величины анодного тока, то получим кривую, подобную показанной на рисунке:При отсутствии анодного напряжения, т. е. при U_а=0, электроны к аноду не притягиваются, анодный ток будет равным нулю (І_а=0). Анодный ток возникает после того, как на анод будет подано положительное напряжение. По мере его увеличения анодный ток будет возрастать, причем рост его вначале до точки А идет медленно, а затем быстрее. Такое быстрое возрастание тока продолжается, пока он не достигнет некоторого значения, соответствующего точке Б. При дальнейшем повышении анодного напряжения рост анодного тока замедляется. Наконец, в точке В он достигает наибольшей величины. Дальнейшее повышение анодного напряжения уже не сопровождается увеличением анодного тока.

Кривая, показывающая зависимость величины анодного тока двухэлектродной лампы от напряжения на ее аноде, называется характеристикой лампы и служит для технических расчетов, связанных с использованием лампы.

Чем же объясняется такая форма вольт-амперной характеристики (ВАХ) вакуумного диода?

Чтобы понять это, проследим за происходящими в лампе процессами.

Вначале, при отсутствии на аноде напряжения, излучаемые катодом электроны скапливаются вокруг него, образуя электронное облачко. При появлении на аноде небольшого положительного напряжения некоторые электроны обладающие большей скоростью, чем остальные, начинают отрываться от облачка и устремляться к аноду, создавая небольшой анодный ток. По мере увеличения анодного напряжения все большее количество электронов будет отрываться от облачка и притягиваться анодом. Наконец при достаточно большом напряжении на аноде все электроны окружающие катод, будут притянуты, электронное облачко совершенно «рассосется». Этот момент соответствует точке В вольт-амперной характеристики диода. При таком анодном напряжении все вылетающие из катода электроны будут немедленно притягиваться анодом. Дальнейшее увеличение анодного тока при данной величине накала невозможно. Для этого потребовались бы дополнительные электроны, а их взять негде. Вся эмиссия катода, соответствующая данной его температуре, зависящей от величины накала, исчерпана.

Анодный ток такой величины, какая устанавливается при полном использовании всей эмиссии катода, называется током насыщения. Увеличить этот ток можно только одним способом – повысить накал катода, но этот способ не применяется, потому что он сокращает срок службы катода.

До сих пор мы говорили об аноде, как о металлической пластинке находящейся внутри баллона лампы и имеющий вывод наружу. Делать анод действительно в виде пластинки было бы невыгодно, так как катод излучает электроны во всех направлениях, а пластинку можно поместить только с одной его стороны. В практических конструкциях диодов анод обычно имеет форму цилиндра, окружающего катод (см. рисунок вначале). При таком устройстве лампы все излучаемые катодом электроны с одинаковой силой притягиваются анодом.

Цилиндрическая форма анода наиболее выгодна тогда, когда катод имеет прямолинейную форму. Если катод имеет вид латинских букв V или W, что часто делается для увеличения его длинны, то анод оказывается более выгодно делать в виде коробки без двух противоположных боковых стенок. Такой анод в сечении имеет прямоугольную форму, часто с закругленными углами.

У ламп с подогревным катодом аноду придают такую форму, чтобы он во всех направлениях отстоял по возможности на одинаковом расстоянии от катода. Наиболее широко применяется цилиндрический подогревный катод и соответственно цилиндрический анод. Очень выгодной оказывается эллиптическая форма катода и анода.

Для уменьшения нагрева анода его часто снабжают ребрами, или крылышками, которые способствуют лучшему отводу от него тепла.

Электроды лампы крепятся внутри ее баллона на стеклянной стойке при помощи держателей. Для удобства пользования лампой к ее нижней части прикрепляется цоколь из изоляционного материала, снабженный металлическими ножками штырьками. Эти штырьки при установке лампы в аппарат входят в гнезда ламповой панельки, чем достигается, с одной стороны, крепление лампы в аппарате и, с другой, соединение электродов лампы с нужными частями схемы. Электроды лампы соединяются со штырьками выводными проводниками, впаянными в стеклянную стойку. Лампы небольших размеров делают без цоколей, укрепляя штырьки непосредственно в стеклянном дне баллона.Для каких целей может быть использована двухэлектродная вакуумная лампа?

Возможности использования этой лампы определяются ее основным свойством – способностью пропускать ток только в одном направлении, так как движение потока электронов возможно в лампе лишь от катода к аноду. Это свойство диода, которое иногда называют односторонней проводимостью, является весьма ценным. Оно позволяет использовать диод для преобразования переменного тока в постоянный или, как чаще говоря, для выпрямления переменного тока. Способность диода выпрямлять переменный ток в свое время широко использовалось в радиоаппаратуре, в частности эта способность диода вместе с применением подогревного катода позволила решить проблему питания радиоаппаратуре от промышленной сети переменного тока.

Схема использования диода как выпрямителя переменного тока очень проста. Между катодом и анодом включен источник переменного тока. Понять процессы, происходящие в этой схеме, лучше всего при помощи графика, показанного на рисунке:Верхняя часть графика изображает напряжение источника переменного тока. Оно изменяется периодически с определенной частотой: характер изменения может быть выражен кривой, носящей название синусоиды. С такой же частотой изменяется и напряжение на аноде лампы относительно ее катода. В течении половины каждого периода напряжение на аноде будет положительным, а в продолжение второй полуволны периода – отрицательным. Положительные полупериоды синусоиды на графике сверху.

Во время положительных полупериодов на аноде лампы будет положительное напряжение и через лампу будет течь ток. Во время отрицательных полупериодов, когда анод заряжается отрицательно, электроны отталкиваются от анода и ток через лампу не течет. Измерительный прибор, включенный в анодную цепь лампы, будет регистрировать отдельные импульсы или толчки тока, по одному в течении каждой положительной половины периода; следовательно, число таких импульсов в секунду окажется равным частоте переменного тока.

Нормально в цепи переменного тока происходит, как известно, движение электронов то в одну то в другую сторону. Так как движение электронов представляет собой электрический ток, то можно сказать, что в такой цепи ток течет попеременно то в одну, то в другую сторону. Но если в цепь переменного тока включен диод, то характер движения электронов (тока) изменяется. Ток будет течь лишь в одну сторону, но отдельными импульсами или толчками. Во время каждого периода будет один толчок тока. Эти толчки тока будут чередоваться с промежутками, в течение которых тока не будет.

Если источником переменного тока является промышленная сеть, то частота будет равна 50 Гц. Значит, 50 раз в секунду на аноде диода окажется положительное напряжение и по цепи пройдет толчок или импульс тока. Такой ток называется пульсирующим, в данном случае частота пульсации равна 50 Гц.

Применение диодов не ограничивается выпрямлением переменного тока для питания радиоаппаратуры. Диоды могут выпрямлять токи высокой частоты, т. е. применяться для так называемого детектирования. Ниже показано, как в детекторном приемнике можно заметь полупроводниковый диод вакуумным кенотроном.Фактически в простейших детекторных приемниках ламповые диоды для детектирования не применяются, так как это значительно усложнило бы приемник и привело бы к необходимости применения батареи накала. Но зато в ламповых радиоприемниках для детектирования применяются почти исключительно диодные детекторы. Кроме того, диоды применяются в приемниках для устройства автоматических регулировок и некоторых других целей.

Принцип работы кенотронов для выпрямления промышленного переменного тока и диодов для детектирования высокочастотных сигналов одинаков, но по конструкции эти лампы существенно отличаются один от других.

У высокочастотного диода собственная емкость между катодом и анодом должна быть сведена к возможно меньшей величине. Размеры электродов и расстояние между ними также должны быть минимальными. Токи, выпрямляемыми детекторными диодами, обычно очень малы м измеряются долями или единицами миллиампера.

У кенотронов электроды должны быть порядочных размеров, чтобы обеспечить возможность получения достаточно большого выпрямленного тока и рассеяния на своих анодах той мощности, которая выделяется на них вследствие их бомбардировки электронами.

Самодельный вакуумный диод.

Самодельный ламповый диод.

11 июня 2000 г.

Это продолжение эксперимента из отчета, который я написал ранее. о домашней откачке вакуумной трубки. Следующий шаг — сделать свой собственный вакуумная трубка с нуля. Это моя первая попытка, диодная. В диод вроде работает на удивление хорошо и заставляет задуматься поставить сетка между нитью и пластиной очень радует.

Диод тестировался на старом измерителе кривой tektronix 575.Это было необходимо приложить к нити почти полные 12 вольт, чтобы вызвать какое-либо действие. В коммерческих вакуумных лампах используются нити, обработанные торием, которые позволяют им испускать электроны при гораздо более низкой температуре. Эта нить, будучи простым вольфрамом, должен был быть близок к своей нормальной температуре накаливания чтобы испускать электроны. Когда нить накала подключена к 12-вольтовой батарее, Было очень легко получить более 100 миллиампер пластинчатого тока — очень удивительно! Я всегда задавался вопросом, нужно ли иметь торированная нить для изготовления вакуумной трубки.Похоже, что нет. Кажется, что вольфрам работает очень хорошо; вам просто нужно запустить его при более высокой температуре.

Пластина без напряжения, подключенная к вольтметру постоянного тока, производила отрицательные два с половиной вольта. Кривая проводимости пластины показывает небольшое увеличение тока до нескольких вольт, приложенных между нить и пластина. После нескольких вольт ток начинает увеличиваться с очень высокой скоростью с ростом напряжения на пластине. Я также заметил, что представляет собой небольшую область отрицательного сопротивления на кривой примерно при 125 миллиампер и 30 вольт.Это напоминает область отрицательного сопротивления. туннельного диода. Я заметил похожие вещи во время предыдущих экспериментов с вакуумной трубкой. Я еще не уверен, играет ли трассировщик кривых уловки, если здесь происходит что-то действительно интересное.

Ламповый диод был изготовлен из автомобильного задний фонарь. Как видно на картинке, верх был подан открытым. с абразивным камнем для опиливания стекла. Отверстие наверху было сделана достаточно большой, чтобы в нее можно было вставить небольшую латунную пластину и сливную трубку.

Пластина представляла собой небольшой кусок латуни (толщиной 0,025), припаянный к проволоке. Шланг и пластинчатая проволока были приклеены к верху горячим клеем, чтобы запечатайте и удерживайте пластину возле одной из нитей. Пластина была разнесена несколько миллиметров от тяжелой нити.

Трубка была откачана с помощью того же вакуумного насоса Robinair, что упоминалось ранее. Большая часть экспериментов проводилась при вакууме около 10 микрон или ниже. но было легко наблюдать ток диодной пластины с вакуумом 50 микрон.

Домашняя страница Sparkbangbuzz.

VAC / Valve Amplification Company

VAC / Valve Amplification Company — стерео триод Renaissance 30/30 Обзор вакуумного лампового усилителя звука от Ultimate Audio от Майлза Астора

Удивительно, но Транзисторы не сделали электронные лампы устаревшими во всех приложениях. Вот посмотрите, с чем могут работать только лампы.

Где Трубки Правило

Майкл Дж.Ризенман

В твердотельном мире вакуум трубы все еще в безопасности в некоторых очень интересных твердынях.

«Страсть» и «культ» не слова, которые обычно ассоциируются с электротехникой, но они действительно вступают в игру упомянутые минутные трубки.

То есть вакуумные лампы. Аудио трубки, если быть точным.

Для непосвященных, то есть вы почти наверняка, если вам меньше 40 лет, электронные лампы были активные электронные устройства, используемые первобытными людьми до транзисторов и были изобретены интегральные схемы.Фактически, в начале этого века само слово «электроника» относилось к отрасли физика связана с поведением электронов в вакууме.

Разработан в 1904 году Джоном Амброузом Флеминга, первые трубки (или клапаны, как их называют англичане) были простыми диоды, которые позволяли электрическому току течь только в одном направлении. Популярность электроники началась примерно в 1912 году, когда Эдвин Ховард Армстронг (Edwin Howard Armstrong) выяснил, как построить полезные схемы усилителя и генератора с звуковая трубка, изобретенная шестью годами ранее Ли Де Форест.Вставив электрод, известный как сетка между двумя другими электродами диода, известный в качестве катода и анода Де Форест создал управляемое устройство, в котором небольшие изменения напряжения в сети приводили к большим изменениям ток, протекающий между катодом и анодом. Такой трехэлектродный Лампа называется триодом.

Хотя сегодняшние свидетельства предполагают, что Де Форест лишь слегка оценил то, что у него было после долгих экспериментов Армстронг сделал.В знаменательный момент в истории электроники, он соединил выходную цепь лампы с ее вход для увеличения его слабого прироста, тем самым изобретая положительную обратную связь схема.

Со временем тысячи разных трубок были разработаны из сверхминиатюрных устройств размером с сигаретный фильтр к огромным единицам, которые до сих пор используются в мощных радиопередатчиках, радарах и промышленное отопительное оборудование. Помимо триодов придумали инженеры с тетродами, пентодами и другими трубками с многосеточными электродами.

Трубки приемные малые найденные в настольных радиоприемниках миллионами в период с 1920 по 1960 год, сейчас почти полностью заменены транзисторы, которые вроде бы прослужили навсегда. Они не требуют ни высокого напряжения, ни времени на прогрев, к реальной миниатюризации и потребляют гораздо меньше энергии.

Удовольствие и страсть

Транзисторы стали широко распространены. что мало кто сегодня думает о лампах в контексте домашнего аудио оборудование.Однако существует небольшое, но страстное меньшинство, которое считает, что лучшие транзисторные усилители не могут воссоздать музыкальное произведение так же приятно, как правильно спроектированный усилитель, построенный вокруг вакуумных триодов. «Приятно» — это, конечно, субъективное слово, и вот где проявляется страсть.

Как объяснено Кевин М. Хейс, основатель и президент Valve Amplification Company в Дарем, Н.C., производитель ламповых усилителей звука, чехол для пробирки начинается с осознания того, что стандартная лаборатория измерения характеристик усилителя не дают адекватного ответа принципиально субъективные вопросы типа «А этот усилитель лучше чем тот? «Проблема, по его словам, в том, что ухо и мозг недостаточно хорошо изучены, чтобы определить необходимые и достаточный набор мерок для ответа на вопрос.

Вернуться в В 1930-х и 1940-х годах полное гармоническое искажение стало широко распространенным явлением. параметр для описания недостатков усилителя. Все усилители создают ложные, якобы нежелательные сигналы на частотах, которые целое число, кратное усиливаемому сигналу. Таким образом, второй порядок гармонические искажения состоят из паразитных сигналов, ровно вдвое превышающих частота усиленного сигнала.Потому что все усилители той эпохи были основанные на трубках с похожими типами нелинейностей, все они имели тенденцию генерировать гармонические искажения одного и того же вида, и одно число представление полного гармонического искажения было действенным инструментом для сравнения их. Это хорошо коррелировало с субъективным восприятием прослушивания.

Эти трубки усилители генерируют в основном гармоники второго порядка плюс небольшие количества другие четные гармоники низкого порядка (четвертая, шестая и т. д.).Второго порядка гармонические искажения, если уж на то пошло, человеку трудно обнаружить. Более того, то, что можно услышать, обычно звучит приятно.

Транзистор усилители, напротив, генерируют гармоники высших порядков (девятая, десятая, одиннадцатый и так далее), которые гораздо легче услышать. Хуже того, нечетный порядок одни звучат плохо. Таким образом, можно получить транзисторный усилитель, полное гармоническое искажение, измеренное лабораторными приборами, составляет значительно ниже, чем у сопоставимого лампового усилителя, но это тем не менее звучит хуже.Короче говоря, полная гармония искажения — не очень хороший способ сравнения усилителей, основанных на принципиально разные технологии, и непонятно что это — другое чем слушать их, конечно.

Дебаты может сильно нагреваться — и не немного сбивать с толку — потому что производительность усилителя во многом зависит от деталей его схемы конструкция, как на его основных активных устройствах (лампах или транзисторах).Для Например, использование конфигурации обратной связи в схеме усилителя может снизить общий уровень искажений, но по цене: увеличенный процент эти легко воспринимаемые гармоники высшего порядка. По словам Хейса, транзисторным усилителям требуется больше обратной связи, чем усилителям на основе вакуума. триоды, которые он считает наиболее оптимальными для усиления звука устройств. (Любимый триод Хейса — 300B, разработанный в Western Электрический в 1935 году.)

Трубка Крепости

Тогда там культисты, которые не только предпочитают ламповое аудиооборудование, но и настаивают на том, что несимметричные усилители превосходят двухтактные. в в последнем случае пары выходных ламп скомпонованы по схеме, которая стремится к отменить четное искажение. Несимметричные выходы, которых не хватает подавление, может иметь до 15 процентов общих гармонических искажений, в основном второго порядка.Хотя эффект легко обнаруживается, его нельзя не заметить. неприятный, имеющий тенденцию добавлять богатство и полноту воспроизводимому звуку. По словам Хейса, производители сознательно использовали его для улучшения металлическое качество звука радиоприемников 1940-х годов.

Содержит человеческие и технический интерес, неоднозначный аудиорынок — относительно крошечный часть трубного бизнеса, который намного больше, чем думает большинство людей.Лампы по-прежнему играют важную роль в высокочастотном и высокомощном Приложения. В общем, практически на любой частоте присутствует уровень мощности выше которого имеет смысл использовать трубку, а не массив транзисторы в качестве оконечного усилителя мощности.

Микроволновые печи площадь хороший шкаф в точка. Им нужно выдать несколько сотен ватт на двух-трех гигагерцах, требование, которое легко удовлетворяется с помощью трубки, известной как магнетрон, который стоит от 18 до 25 долларов в количестве.Эти магнетроны для микроволновых печей произошли от тех, которые использовались с самых первых дней радаров, во время Мировой Вторая война. (Отметив важность радаров во время войны, Уинстон Черчилль однажды назвал ранний магнетрон самым ценным грузом. когда-либо пересечь Атлантический океан.)

Радиопередатчики — еще одна точка интерес к трубке страны. В зданиях усилителей мощности для AM-радио передатчики, цель которых — генерировать 25 или 50 киловатт на одной или два мегагерца, сегодня есть тенденция переходить на твердотельные.Для сверхвысокочастотные передатчики, работающие выше 300 мегагерц, лампы все еще правят безраздельно.

По последнему слову техники спутники связи тоже обычно оснащены трубками. Интелсат — международный консорциум, который управляет примерно половиной мировых коммерческие спутники связи — используются как твердотельные, так и ламповые усилители мощности в его сателлитах серии VIII, которые просто сейчас иду на вооружение. Их передатчики Ku-диапазона, которые работают на частоте около 12 гигагерц и генерируют довольно узкие «точечные» лучи покрытия земли используйте усилители на основе так называемой бегущей волны трубки. Передатчики нижнего частотного диапазона C работают примерно на пяти частотах. гигагерц и использовать обе технологии, в зависимости от их мощности предназначен для доставки. Ниже 40 Вт они используют массивы галлия. арсенидные полевые транзисторы. Выше этого уровня это бегущая волна трубки.

Хотя предсказывать будущее — это заведомо сложный бизнес, особенно когда дело доходит до электротехнология, можно с уверенностью сказать, что Трубки будут у нас очень долго . Несомненно, уровни частоты и мощности, которые могут обрабатываться твердотельными усилителями будет продолжать восхождение. Но бесконечное пространство над ними будет почти обязательно останутся тюбиком территории.

Майкл Дж.Ризенман старший технический редактор журнала IEEE Spectrum. В 1960-е годы как инженер-электрик в ITT Defense Communications, он разработал систему управления схемы для использования в спутниках связи.

Примечание: Выделение красного текста и жирные шрифты, добавленные VAC для выделения ключа точки.

вакуумная трубка | Encyclopedia.com

История

Ресурсы

Вакуумная трубка представляет собой полую стеклянную колбу приблизительно цилиндрической формы, которая содержит положительный электрод и отрицательный электрод, между которыми проходит ток через полный или частичный вакуум. Сетка между электродами контролирует поток электричества.

Катод вакуумной лампы представляет собой нить накала, обычно покрытого вольфрамом другим металлом. Когда нить накала достаточно нагревается электрическим током, она испускает электроны.Эта нить накала или электрод имеет отрицательный заряд. К катоду необходимо подавать свободные электроны, чтобы он мог продолжать их излучать, не накапливая постоянно растущий заряд. Обычно это делается путем подключения катода к отрицательной клемме генератора или батареи. Другой электрод, известный как анод, имеет положительный заряд. Электроны движутся от катода к аноду, в результате чего внутри трубки возникает односторонний ток.

В 1884 году Томас Эдисон, работая над своей лампочкой накаливания, вставил металлическую пластину между светящимися нитями.Он заметил, что электричество будет течь от положительной стороны нити к пластине, но не с отрицательной. Он не понимал, почему это так, и относился к этому эффекту (теперь известному как эффект Эдисона) как к любопытству. Невольно он создал первый диод.

Позже Джон Амброуз Флеминг из Англии, один из бывших помощников Эдисона, стал участвовать в разработке радиопередатчика для Гульельмо Маркони. В 1904 году Флеминг понял, что диод может преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный (DC), и включил его в свой очень эффективный детектор радиоволн.Флеминг назвал свое устройство термоэмиссионным клапаном, поскольку оно использовало тепло для управления потоком электричества так же, как клапан управляет потоком воды. В Соединенных Штатах изобретение получило название вакуумная лампа.

В Германии Артур Венельт, который также работал с термоэлектронной эмиссией, в январе 1904 года подал заявку на патент на лампу, преобразующую переменный ток в постоянный. Однако он не упомянул об использовании устройства для обнаружения радиоволн и не смог продать свое изобретение для этой цели после того, как Флеминг подал заявку на получение собственного патента.

Ли де Форест (1873–1961) улучшил вентиль Флеминга, добавив в 1906 г. третий элемент, таким образом изобрав триод. Это сделало детектор радиоволн даже лучше, но, как и Эдисон, он не осознал весь потенциал своего изобретения; его устройство, называемое аудионом, создавало электрический ток, который можно было значительно усилить.

В 1912 году Эдвин Ховард Армстронг понял, что сделал де Фест. Он использовал триод, чтобы изобрести схему регенерации, которая не только принимала радиосигналы, но и усиливала их до такой степени, что их можно было отправить в громкоговоритель и услышать без использования наушников.

Диоды обычно делались из двух концентрических цилиндров, расположенных один внутри другого. Катод испускал электроны, а анод собирал их. Термоэмиссионный клапан Флеминга работал при температуре 4532 ° F (2500 ° C), выделяя значительное количество тепла. Дефорест поместил сетку между катодом и анодом. Электроны проходили через решетку триода, вызывая протекание большего тока.

Эти первые вакуумные лампы назывались мягкими клапанами. Вакуум был не лучшим, и в трубке оставалось немного воздуха, что сокращало срок ее службы.Ленгмюр изобрел более эффективный вакуумный насос в 1915 году; при лучшем вакууме трубки служили дольше и были более стабильными. Усовершенствованные трубки были названы жесткими клапанами, и их рабочая температура упала до 3632 ° F (2000 ° C). В 1922 году температура была снова снижена до 1832 ° F (1000 ° C) с введением новых элементов. Косвенный нагрев повысил эффективность трубки.

Триоды были ограничены низкими частотами менее одного мегагерца. В 1927 году американский физик Альберт Уоллес Халл (1880-1966) изобрел тетрод для устранения высокочастотных колебаний и улучшения частотного диапазона.Год спустя был разработан пентод, который улучшил характеристики при низком напряжении, и стал наиболее часто используемым клапаном.

С годами начали использоваться самые разные электронные лампы. Низковольтные / маломощные лампы использовались в радиоприемниках, а также в первых цифровых компьютерах. Фотоленты использовались в звуковом оборудовании, что позволяло записывать и извлекать звук из кинофильма. Электронно-лучевая трубка фокусировала электронный луч, что привело к изобретению осциллографов, телевизоров и фотоаппаратов.Microwave

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

Амплитуда — Наибольшее расстояние, на которое объект может попасть от точки покоя, так как в самом высоком положении маятник достигает в своем движении.

Нить накала — тонкая проволока, нагретая до высокой температуры и, таким образом, испускающая электроны.

Кинетическая энергия — энергия, которой обладает объект в результате его движения; например, энергия бейсбольного мяча, когда он летит по небу после удара битой.

Полупроводник — твердое тело, проводимость которого варьируется от проводимости (например, металла) при высоких температурах до проводимости изолятора (например, резины) при низких температурах.

Вольфрам — металл, который является хорошим проводником и имеет высокую температуру плавления.

ламп использовались в радарах, ранней космической связи и микроволновых печах. Трубки для хранения, в которых можно было хранить и извлекать данные, сыграли важную роль в развитии компьютеров.

Несмотря на многочисленные достоинства, электронная лампа имела множество недостатков. Он был чрезвычайно хрупким, имел ограниченный срок службы, был довольно большим и требовал большой мощности для работы его нагревательного элемента. Преемник электронной лампы, транзистор, изобретенный Уолтером Хаузером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли в 1948 году, не имел ни одного из этих недостатков.После 1960 года небольшие, легкие низковольтные транзисторы стали коммерчески доступными и заменили вакуумные лампы в большинстве приложений, но с созданием микроскопических вакуумных трубок (микротрубок) в 1990-х годах вакуумные лампы снова используются в электронных устройствах. Более того, он никогда не переставал использоваться в некоторых высококачественных домашних аудиосистемах из-за его способности обеспечивать чрезвычайно хороший звук при относительно невысокой сложности схемы.

См. Также Электронно-лучевая трубка.

КНИГИ

Коллинз, А.Фредерик. «Вакуумные трубки.» Справочник радиолюбителя . Редакция Роберта Герцберга. Нью-Йорк: Harper & Row, 1983.

ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ИЗДАНИЯ

«Холодные катоды: вакуумная микроэлектроника вступает в гонку с плоскими дисплеями». Scientific American 263 (октябрь 1990 г.): 127-128.

Гудман, Билли. «Возвращение вакуумной трубки». Откройте для себя .11 (март 1990 г.): 55-57.

Oldfield, R.L. «Электронные трубки». Радио-телевидение и базовая электроника Чикаго: Американское техническое общество.1960.

Вакуумная трубка »Электроника

Диодный клапан или вакуумная трубка могут использоваться в качестве выпрямителя, и в дополнение к этому его работа составляет основу работы, на которой построены другие формы клапана или трубки.

Вакуумные трубки / термоэлектронные клапаны Включает:
Основы Как работает трубка Электроды для вакуумных трубок Диодный клапан / трубка Триод Тетроде Луч Тетрод Пентод Эквиваленты Штыревые соединения Системы нумерации Патрубки / основания клапанов Лампа бегущей волны

Диодный вентиль или трубка до сих пор широко используются, и в минувшие годы использовалось огромное количество этих устройств.

Диодный элемент является самым основным из всех термоэмиссионных или вакуумных ламповых устройств, имеющих только два активных электрода, тем не менее, он по-прежнему является важным компонентом, работу которого необходимо понимать, если нужно понимать другие формы вакуумных ламп или термоэмиссионных клапанов.

Современный ламповый усилитель

Основы диодного клапана

Самой простой формой диодного клапана или вакуумной лампы является диод. Он состоит из двух проводящих электродов, помещенных в вакуумированную стеклянную колбу.Они называются катодом и анодом.

Катод нагревается, и обнаруживается, что электроны «выкипают» из электрода в результате энергии, которую они имеют в результате нагрева.

Отрицательно заряженные электроны оставляют на катоде положительный заряд, который имеет тенденцию втягивать их обратно, и в результате вокруг катода существует облако электронов, интенсивность которого уменьшается по мере увеличения расстояния от катода. Те электроны, которые путешествуют дальше всего, обладают наибольшей энергией.

Тем не менее обнаружено, что если резистор помещен между катодом и анодом, будет видно, что ток действительно течет в результате электронов, испускаемых катодом.

Если резистор помещен между анодом и катодом диодного клапана, тогда будет течь ток.

Если электрон имеет достаточно энергии, чтобы достичь анода, он останется там, если у него не будет достаточно энергии для выхода, но они могут течь обратно в катод через внешний резистор.

Можно видеть, что электронный ток может течь от катода к аноду в результате выхода электронов с катода, но электроны не могут покинуть анод.

В результате ток может течь только в одном направлении. Следовательно, если на диодный клапан или диодную трубку подается переменный сигнал, то он пропускает только половину цикла, тем самым выпрямляя сигнал.

Если схему немного изменить и к аноду приложить положительный потенциал, то он будет притягивать дополнительные электроны, и ток будет протекать через батарею.И снова ток может течь только в одном направлении.

Основные операции диодного клапана или трубки

Эта функция может использоваться для выпрямления входной мощности линии или сети, позволяя создавать постоянный ток, мощность постоянного тока, создаваемую из переменного тока, вход переменного тока. Его также можно использовать для обнаружения радиосигналов, и фактически он был первым, который использовали для термоэмиссионных клапанов или электронных ламп. Именно Амброуз Флеминг из Университетского колледжа Лондона первым придумал обнаруживать сигналы с помощью диодного клапана.

Выпрямительный клапан Early Marconi U5

Диодный клапан косвенного нагрева

В ранних диодных клапанах использовался катод с прямым нагревом. Он состоял из нагревательного элемента, который также действовал как катод. Это существенно ограничивало работу этих устройств. Использование переменного тока для обогревателей позволило трансформатору обеспечить питание обогревателя непосредственно от входящей сети, что снизило эксплуатационные расходы, так как батареи прослужили недолго и были дорогими:

Индуцированный гул: Когда переменный ток использовался для питания клапанов с прямым нагревом, было обнаружено, что переменный ток влияет на работу клапана, и некоторое количество переменного тока может накладываться на выходной сигнал.
Катод с прямым нагревом подключен к источнику питания нагревателя: Катод с прямым нагревом означает, что катод подключен к напряжению нагревателя, и это предотвращает использование общего источника питания нагревателя для нескольких клапанов, которым могут потребоваться разные катодные напряжения.

Решением обеих проблем было использование электрически разделенного нагревательного элемента, который использовался для нагрева катода. Этот метод, известный как косвенный нагрев, почти повсеместно используется для всех вентилей, будь то диодные вентили, триоды или что-то еще.

Полупериодный диодный вентильный выпрямитель

Простейшей формой выпрямителя с диодным вентилем является однополупериодный выпрямитель. Это требует только использования выпрямителя с одним диодным вентилем. Однако он не так эффективен, как некоторые другие формы выпрямителя.

Клапан / ламповый полупериодный выпрямитель

Можно видеть, что если переменная форма волны приложена к диодному клапану или диодной лампе, она проводит больше половины формы волны, а не другую. Это означает, что при выпрямлении сигналов переменного тока эффективность составляет только 50%, так как половина сигнала используется, а другая половина отбрасывается.

Двухполупериодный диодный вентильный выпрямитель

Чтобы использовать обе половины цикла альтернативной формы сигнала, можно использовать двухполупериодный выпрямитель. Точно так же, как это может быть реализовано с полупроводниковыми диодами, то же самое может быть достигнуто с помощью диодных вентилей. Фактически, двухполупериодные выпрямительные диодные клапаны доступны с одним устройством, содержащим два выпрямителя.

Двухполупериодный выпрямитель с клапаном / лампой

В схеме двухполупериодного выпрямителя разные диоды в выпрямителе обрабатывают разные половины формы волны.Таким образом используются обе половины сигнала. Кроме того, тот факт, что время между пиками короче, означает, что сглаживание формы волны намного проще.

Как видно на схеме, в наличии имеются двухполупериодные выпрямительные клапаны / лампы. Они содержали два анода и один катод, что позволяло выполнять двухполупериодное выпрямление с помощью одного клапана.

Следует также отметить, что выпрямительные диоды источника питания часто использовали отдельный источник питания 5 В, тогда как общий стандарт для нагревателей, используемых для самого оборудования, составлял 6.3 вольта, хотя часто использовались и другие напряжения.

Детектор сигнала диодного клапана

Амброуз Флеминг изобрел первый диодный клапан, исследуя обнаружение или демодуляцию радиосигналов. Фактически детектор с диодным вентилем может использоваться для сигналов с амплитудной модуляцией.

Действие выпрямителя с диодным вентилем можно увидеть ниже, где демодулируется амплитудно-модулированный сигнал, состоящий из несущей переменной амплитуды. Чтобы восстановить модуляцию, сигнал выпрямляется, а затем несущая удаляется с использованием конденсатора в качестве высокочастотного фильтра.

Обнаружение / демодуляция сигнала

Это очень простая, но эффективная форма демодуляции AM, хотя у нее есть свои недостатки. Уровни искажения могут быть высокими, потому что характеристика диода не будет полностью линейной, и этот вид диодного детектора также подвержен искажениям в результате избирательного замирания — проблема, которая очевидна в полосах частот, обычно используемых для передачи с амплитудной модуляцией.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Майкл С. Маккоркодейл, Ph.D.

Введение в ламповую аудиоэлектронику

Абстрактный

Представлены основные принципы работы вакуумных ламповых устройств, включая функциональные свойства обычных топологий устройств. Этот фон используется, чтобы случайно проанализировать каскады усиления, которые обычно встречаются в ламповом аудиооборудовании.Краткое изложение предназначено для подготовки читателя к основному проектированию и анализу усилительных каскадов.

Вступление

Вакуумные трубки состоят из стеклянного или металлического контейнера, герметично закрытого. Основные элементы внутри трубки: анод (или пластина), катод и нагреватель. В катод не важен для работы. Трубка, не содержащая катода, считается нагретой непосредственно, а трубка, содержащая катод, считается нагретой косвенно. с подогревом.Нагреватель приводится в действие напряжением, которое позволяет его температуре повышаться до точки, при которой электроны становятся достаточно энергичными, чтобы они могли покинуть катод и в вакуумное пространство. Эти свободные электроны затем притягиваются к пластине, если на нее подается положительное напряжение относительно катода. Если трубка нагревается напрямую, то электроны движутся прямо от нагревателя к пластине. Движение электронов от катода (или нагревателя) к пластине называется током.По соглашению электроны движение в одном направлении подразумевает ток, направленный в противоположном направлении, как показано на рисунке 1.

Рис. 1: Направление потока электронов и тока в базовой вакуумной лампе относительно катода и анода.

Ток будет течь только в том случае, если напряжение на пластине положительно относительно катода.В противном случае ток не течет. Это фундаментальная основа работа вакуумной трубки, и это заключается в том, что достаточно энергичные электроны с катода могут проникать в свободное вакуумное пространство и собираться на пластине, если пластина установлена на положительное напряжение относительно катода.

Трубные топологии

В аудио-электронном оборудовании используются пять стандартных ламповых топологий.На рис. 2 показаны принципиальные схемы для каждой топологии.

Рис. 2: Пять распространенных топологий вакуумных ламп, встречающихся в аудиоусилителях.

Самым простым устройством является выпрямитель. Ламповый выпрямитель ведет себя аналогично твердотельному диоду в том смысле, что, когда напряжение на пластине достаточно высокое, относительно нагревателя, устройство проводит, тем самым выпрямляя напряжение на нагревателе, как показано на рис.3.

Рис. 3: Работа выпрямителя на переменном токе. Устройство проводит ток только при положительном напряжении на пластине.

Нагреватель выпрямителя обычно подключается к усилителю для обеспечения двухполупериодного выпрямленного выхода, когда в камере присутствуют две пластины.Две пластины приводятся в движение напряжениями переменного тока, которые не совпадают по фазе на 180 градусов друг с другом, как показано на рис. 4. Обычно центральный отвод силового трансформатора может быть заземлен, обеспечивая таким образом два сигнала, которые составляют половину напряжения между двумя отводами вторичной обмотки и сдвинуты по фазе на 180 градусов.

Рис. 4: Двухполупериодное выпрямление с двумя выпрямителями в одной вакуумной камере.

Выходной сигнал переменного тока на нагревателе может быть преобразован в постоянный ток с помощью RC-цепей, где сигнал постоянного тока служит шиной питания для каскадов усиления в усилителе. Конечно, пульсация переменного тока является проблемой для проектировщика и должен быть сведен к минимуму, чтобы предотвратить попадание гула 60 Гц в аудиосистему. Этого можно добиться, выбрав соответствующие конденсаторы и резисторы для RC-цепи и с помощью дросселя.

Следующим по сложности устройством является триод. Триод представляет собой трехполюсное устройство, включающее пластину, управляющую сетку и катод. Напряжение на управляющей сетке либо усиливает или препятствует потоку электронов от катода к пластине (или, что эквивалентно, току от пластины к катоду). Стоит отметить, что внизу есть и утеплитель. катод в этом устройстве, который обычно не показан на его схематическом изображении.Нагреватель обычно подключается к источнику переменного тока 6,3 В или 12,6 В переменного тока, в зависимости от трубки. тип. Однако нагреватель также может приводиться в действие от эквивалентного источника постоянного тока, хотя такой подход обычно не является рентабельным. Однако ток нагревателя переменного тока может привести к 60 Гц. гудеть в аудиосистеме, если провода нагревателя установлены неправильно. Нагреватель — это то, что позволяет току течь от катода к пластине, возбуждая электроны в вакуумное пространство, как описано ранее.Если напряжение управляющей сетки положительно относительно катода, ток увеличивается. Аналогично, если напряжение управляющей сети Экскурсия отрицательна относительно катода, тогда протекание тока затруднено. Наконец, если напряжение управляющей сетки достаточно отрицательно по отношению к катоду, то все ток будет затруднен за исключением остаточной утечки. Управление (или модуляция) тока в устройстве путем изменения напряжения управляющей сети является механизмом. благодаря чему достигается выигрыш.Из этого обсуждения должно быть ясно, что если сигнал напряжения подается на управляющую сетку и отводится на пластине, выходное напряжение на пластина будет сдвинута по фазе на 180 градусов с входным напряжением, как показано на рис. 5. Также должно быть ясно, откуда происходит разговорное название «клапан». Действительно, триод вакуумная трубка действует как клапан, усиливая или препятствуя прохождению тока.

Инжир.5: Усиление напряжения с помощью триода.

Тетрод был разработан из-за того, что в триоде существует большая внутренняя емкость между сеткой и пластиной, что сильно ограничивает его использование в радиочастотах. Приложения. Тетрод представляет еще одну управляющую сетку, называемую экраном. Экран эффективно разделяет емкость сетки на пластину пополам, так как последовательно подключенные конденсаторы добавляют аналогично резисторам, подключенным параллельно, таким образом, уменьшается общая емкость сетки к пластине.Обычно для большей эффективности на экране поддерживается положительное напряжение. Это в свою очередь, ускоряет электроны по направлению к пластине.

Несмотря на то, что экран снижает емкость между сеткой и пластиной, он вызывает нежелательное явление. Пентод был разработан, потому что тетрод ускоряет электроны к пластине и вызывают так называемую вторичную эмиссию. Электроны, которые путешествуют в вакуумном пространстве, бомбардируют пластину с достаточной энергией, так что электроны на пластине вытесняются и попадают в вакуумное пространство.Поскольку экран положительный, эти свободные электроны притягиваются к нему, эффективно уменьшая ток пластины или, что эквивалентно, уменьшение усиления. Для решения этой проблемы пентод содержит другую управляющую сетку, называемую подавителем. Как правило, эта сеть внутренне связана с катод, таким образом, он находится под значительно более низким напряжением, чем экран. Поскольку электроны вторичной эмиссии сталкиваются с отрицательным подавителем, они отталкиваются от него. и поэтому не собираются экраном.

Пентод мощности луча представляет собой специализированную конфигурацию пентода. Виртуальная управляющая сетка образована электрическим полем, которое создается между экраном и пластиной. В схематическое изображение устройства очень наглядно в этом отношении.

Художественное представление пентода мощности луча показано на рис. 6. Здесь показаны все вышеупомянутые компоненты, составляющие устройство.

Рис. 6: Художественное представление пентода мощности луча.

Наконец, читатель должен отметить, что некоторые устройства содержат более одного устройства в вакуумной камере. Например, 12AX7, который является обычным ламповым типом предусилителя звука. схемотехника, имеет два триода внутри.Кроме того, существуют другие типы трубок с шестью, семью или более решетками управления в камере. Однако эти устройства обычно не встречаются в аудиоэлектронных схемах, поэтому здесь они не обсуждаются.

Каскады усилителя звука

Имея базовое представление о работе устройства, можно изучить стандартные каскады звукового усилителя. На рис. 7 представлена типичная топология усилителя системного уровня.

Инжир.7: Стандартная топология лампового усилителя звука системного уровня.

Предварительный усилитель усиливает сигнал линейного уровня, а затем позволяет выполнять частотную фильтрацию, такую как регулировка низких, средних и высоких частот, что также известно как регулировка тембра. В фазоделитель принимает сигнал предусилителя и разделяет его на равные и противоположные части. Результирующие сигналы используются для управления усилителем мощности класса AB, который, в свою очередь, приводит в действие выходной трансформатор.

В ламповой аудиоэлектронике реализовано несколько топологий выходного каскада. Здесь кратко обсуждаются этапы класса A, класса B и класса AB. В операции класса А активные устройства управляют выходом в течение всего цикла. Это можно лучше понять, изучив фиг. 8, на которой проиллюстрировано одно активное устройство.

Инжир.8: Работа класса A с одним активным устройством.

Очевидно, что выходной каскад полностью управляется одним триодом на этой схеме. Также должно быть ясно, что выходное устройство должно быть правильно смещено, чтобы позволить лампе работать в области линейного усиления. Класс B отличается от класса A в том смысле, что каждая половина выходного сигнала передается выделенным активным устройством или каскадом выходных сигналов. активные устройства, как показано на рис.9.

Рис. 9: Работа класса B, когда только одно активное устройство приводит в действие трансформатор на половину цикла сигнала.

Обратите внимание, что этот класс операций вводит так называемое кроссоверное искажение, и на рис. 9 оно было сильно преувеличено в иллюстративных целях.Кроссовер искажения объясняется конечным напряжением включения каждого активного элемента в области кроссовера. Работа класса AB устраняет это искажение, применяя правильное смещение, чтобы каждый Активный элемент будет разделять часть выходного сигнала в области кроссовера. За исключением этой модификации классы B и AB идентичны.

Анализ каскадов усилителя

Предусилитель обычно реализуется с триодными устройствами 12AX7.Самая распространенная конфигурация — обычный катод. Общий катод вносит фазовый сдвиг на 180 градусов. Этот означает, что выходное напряжение уменьшается по мере увеличения входного напряжения и наоборот. Поучительно вспомнить работу сети управления и убедиться, что она действительно так.

Рис. 10: Общий каскад катодного усилителя.

Катодный конденсатор, C _K , обеспечивает путь сигнала к земле, потому что полное сопротивление для сигнала переменного тока через конденсатор мало и бесконечно для сигнала постоянного тока. Конденсатор источника питания, C, _A,, , изолирует каждый каскад усиления. Если каждая ступень не изолирована от источника питания, то может возникнуть звуковое явление, называемое «моторная лодка». быть опытным.Это название происходит от характера звука искажения звука и связано с модуляцией сигнала от этапа к этапу в предусилителе. Последний пункт на заметку включает резисторы. Сопротивления пластины и катода определяют точку смещения в устройстве. Сеточные резисторы устанавливают как смещение управляющей сетки, так и полосу пропускания усилитель. Эти темы будут исследованы более подробно в следующих статьях.

Разделитель фазы используется для получения равных и противоположных сигналов для каскада усилителя мощности класса AB.Хотя существует множество топологий фазоделителей, показанная на рис. 11 является наиболее распространенным в ламповых усилителях звука.

Рис. 11: Типичная топология фазоделителя в ламповых усилителях звука.

Изучив схему на рис. 11, можно увидеть что-то похожее на общий катодный каскад с каждой стороны.Эта конфигурация также известна как дифференциальная пара и очень распространены как в ламповых, так и в твердотельных конструкциях. Схема резисторов на катодах соответствующим образом смещает устройство. Ток на катодах дифференциальной пары равен что устанавливает несколько свойств конфигурации, таких как усиление и пропускная способность. Входные решетки смещаются путем отвода катодной сети чуть ниже R _K 1 . R _K 3 допускает цепь обратной связи постоянного тока на землю.Обратная связь — это технология, с помощью которой можно улучшить линейность усилителя. Регулировка обратной связи изменит передаточная функция или коэффициент усиления через дифференциальную пару. Это составляет электрическую основу регуляторов «присутствия» и «резонанса» в типичных усилителях.

Вся конфигурация ведет себя аналогично текущему переключателю. Вход позволит большему или меньшему току течь через анод ведомого устройства, вызывая противоположный эффект. в аноде другого устройства.Вход по существу «управляет» током, в то время как обратная связь изменяет степень «управления». Должно быть понятно, что каждый анод имеет сигнал это на 180 градусов не совпадает по фазе с другим. Это именно то, что требуется для создания входного сигнала для выходного каскада класса AB, который будет рассмотрен далее.

Пентоды или пентоды мощности луча обычно встречаются в каскадах усилителя мощности. Схема, представленная на рис.12 — это обобщенная версия топологии общего класса AB. Как описано ранее один пентод проводит, а другой нет, и наоборот, во время обхода сигнала. Хотя большинство производителей коммерческих усилителей используют устройства 12AX7 для предусилителя. В каскаде усилителя мощности можно использовать различные пентоды. Например, в усилителях Marshall обычно используются устройства EL34, в то время как усилители Fender обычно используйте устройства 6L6 или 6V6.Выход пластины на каждом пентоде управляет трансформатором, чтобы преобразовать высокое сопротивление и высокое напряжение в низкое сопротивление и высокое напряжение. ток, необходимый для привода динамика. Напряжение управляющей сети, В, _B, , может быть смещено с помощью переменного или фиксированного механизма, фиксированное значение которого показано на рис. 12. Это смещение обычно имеет отрицательное значение и часто считается самым важным напряжением в усилителе. Если он установлен неправильно, возникнут серьезные искажения кроссовера как класс B. операция приближается.Экран приводится в действие положительным напряжением, как объяснялось ранее.

Рис. 12: Типовой каскад усилителя мощности класса AB.

Заключение

Хотя это лишь очень краткое введение в ламповую аудиоэлектронику, его достаточно, чтобы приступить к простому проектированию и анализу.В следующих статьях будет описан анализ и методы проектирования каскадов предусилителя. Дополнительные предметы, которые будут изучены, включают моделирование SPICE вакуумной трубки и анализ слабых сигналов.

Связанные ссылки

Луи Н. Риденур et al. , Вакуумные ламповые усилители , 1-е изд., Серия радиационных лабораторий Массачусетского технологического института, Нью-Йорк: McGraw-Hill Book Company, 1948 г.

Альфред Дж. Кот-младший и Дж. Барри Оукс, Линейные вакуумные ламповые и транзисторные схемы: единый подход к линейным активным схемам , Нью-Йорк: McGraw-Hill Book Company, 1961.

Карл Т. Комптон и др. , Магнитные цепи и трансформаторы , Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1950.

К.О’Коннор, The Ultimate Tone , Канада: London Power Press, 1995.

F. Langford-Smith et al. , Справочник разработчика радиотронов , 4-е изд., Сидней: Wireless Press, 1953.

Наноразмерный вакуумный диод на основе термоэлектронной эмиссии для работы при высоких температурах

Micromachines (Базель). 2021 июл; 12 (7): 729.

Чжихуа Шэнь

¹ Школа электроники и информационной инженерии, Профессиональный университет Наньтун, Наньтун 226007, Китай; NC.ude.uvtn.liam@2800009

Qiaoning Li

¹ Школа электроники и информационной инженерии, Профессиональный университет Наньтун, Наньтун 226007, Китай; nc.ude.uvtn.liam@2800009

Xiao Wang

² Школа электронной информации и искусственного интеллекта, Университет науки и технологий Шэньси, Сиань 710049, Китай

Jinshou Tian

³ Государственный ключ Лаборатория нестационарной оптики и фотоники, Сианьский институт оптики и точной механики CAS, Сиань 710119, Китай; NC.ca.tpo@sjnait

Shengli Wu

⁴ Ключевая лаборатория физической электроники и устройств Министерства образования, Сианьский университет Цзяотун, Сиань 710049, Китай; nc.ude.utjx.liam@uwls

Джинн-Конг Шеу, академический редактор и Хиеу Фам Чунг Нгуен, академический редактор

² Школа электронной информации и искусственного интеллекта, Шэньсиский университет науки и технологий, Сиань 710049, Китай

³ Государственная ключевая лаборатория оптики переходных процессов и фотоники, Сиань Институт оптики и точной механики CAS, Сиань 710119, Китай; NC.ca.tpo@sjnait ⁴ Ключевая лаборатория физической электроники и устройств Министерства образования, Сианьский университет Цзяотун, Сиань 710049, Китай; nc.ude.utjx.liam@uwls

Поступила в редакцию 10 мая 2021 г .; Принято 2021 15 июня.

Резюме

Вакуумные диоды, основанные на механизмах полевой эмиссии, демонстрируют превосходные характеристики при высокотемпературных операциях по сравнению с твердотельными устройствами. Однако, учитывая низкое рабочее напряжение и непрерывную миниатюризацию, катод обычно делается в виде острия, а зазор между катодом и анодом уменьшается до наномасштаба.Это значительно увеличивает сложность подготовки и затрудняет обеспечение согласованности изготовления. Здесь численно исследовался структурный наноразмерный вакуумный диод металл-диэлектрик-полупроводник (МДП), основанный на термоэлектронной эмиссии. Результаты показывают, что это устройство может работать на стабильном уровне в широком диапазоне температур, около 600 градусов Кельвина выше 260 К при напряжении смещения 0,2 В. Более того, в отличие от обычных вакуумных диодов, работающих в режиме автоэлектронной эмиссии, где ток эмиссии чрезвычайно чувствителен к ширине зазора между катодом и анодом, ток эмиссии предлагаемого диода показывает слабую корреляцию с шириной зазора.Эти особенности делают этот диод многообещающей альтернативой вакуумной электронике для крупномасштабного производства и применения в суровых условиях окружающей среды.

Ключевые слова: метод конечного интегрирования (FIT), термоэлектронная эмиссия, наноразмерный вакуумный диод, ток с ограничением пространственного заряда (SCL)

1. Введение

В качестве ключевого компонента электронных устройств вакуумные лампы впервые широко использовались. такие приложения, как электронные эмиттеры, выпрямители, переключатели и детекторы. Однако в связи с постоянными требованиями низкого энергопотребления и миниатюризации вакуумные лампы были заменены твердотельными электронными устройствами в большинстве их приложений [1].Твердотельные устройства можно легко уменьшить с помощью фотолитографии, и они совместимы с современной интегральной схемой (ИС) в стандартном полупроводниковом процессе. Напротив, вакуумная электроника обладает существенными преимуществами, поскольку электроны переносятся в вакуумном канале баллистически, страдая от рассеяния и столкновений в твердотельных устройствах. Таким образом, вакуумная электроника может выводить сигнал с высокой частотой [2,3], соотношением включения / выключения [4] и быстрым временным откликом [5]. Кроме того, вакуумные электронные устройства признаны более надежными в агрессивных средах, например, с высокой температурой и ионизирующим излучением [6].

Были предприняты попытки миниатюризировать вакуумные электронные устройства до наноразмеров, сделать их совместимыми с интегральными схемами и снизить их энергопотребление до приемлемого уровня для современных микросхем. Для достижения баллистического транспорта при низком напряжении смещения в ряде исследований были предложены устройства с наноразмерным зазором, при этом были приняты уникальные технологии изготовления. К ним относятся механически разрывные соединения [7], позолота [8], просвечивающий электронный микроскоп (ТЕМ) [9], сфокусированный ионный пучок (FIB) [10,11,12] и электронно-лучевая литография (EBL) [13,14, 15].В практических приложениях требуются сложные методы обработки для достижения однородной ширины зазора в этих устройствах, чтобы гарантировать постоянную плотность тока, поскольку ток эмиссии чрезвычайно чувствителен к ширине зазора в соответствии с туннельным эффектом [12]. Вертикально ориентированная структура является альтернативным методом изготовления зазора в нанометровом масштабе, при котором ширину зазора можно точно контролировать толщиной диэлектрического слоя [16,17,18,19]. Напротив, вертикальная структура может превосходить боковую конструкцию при изготовлении устройства и по характеристикам.Однако оба устройства обычно подчиняются закону туннелирования, когда ток эмиссии демонстрирует экспоненциальную зависимость от ширины зазора или микроскопической морфологии эмиттера (коэффициента усиления поля) [20], что представляет собой серьезную проблему для изготовления согласованных устройств в условиях большой мощности. масштабное производство.

В работах [16] и [18] термоэлектронная эмиссия наблюдалась при низковольтном смещении вертикального структурного диода. Тем не менее, никаких дальнейших исследований температурно-зависимого поведения этого типа устройств не проводилось.Здесь мы сообщаем о наноразмерном вакуумном диоде металл-диэлектрик-полупроводник (МДП), основанном на термоэлектронной эмиссии. Метод конечного интегрирования был принят для численного исследования характеристик диода. Результаты показали, что ток эмиссии демонстрирует зависимость мощности 3/2 от напряжения при низком смещении, аналогично закону Чайлда-Ленгмюра. Однако, в отличие от диода Чайлда – Ленгмюра, в котором два параллельных электрода, у которых ток эмиссии имеет линейную зависимость с 1 / d ² (d — расстояние между электродами) [21], ток эмиссии предложенного диода показывает слабую корреляция с расстоянием.Это повысит стабильность производительности устройства при крупномасштабном производстве. Кроме того, пока температура превышает определенный уровень, на котором преобладает эффект объемного заряда, ток эмиссии остается постоянным при повышении температуры. Таким образом, термоэмиссионный диод подходит для работы при высоких температурах. Эти выводы могут быть полезны для ускорения применения таких устройств.

2. Структура устройства и принцип работы

a показывает схему предложенного нами диода, который представлял собой типичную структуру металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) с нано-пустотным каналом в центре.Радиус пустого канала составлял 30 мкм, а длина была установлена менее 100 нм, чтобы поддерживать баллистический транспорт. Под действием внешнего смещения напряжения, как показано на рисунке b, электроны будут накапливаться в потенциальной яме на границе раздела металл-оксид со стороны металла и удерживаться в плоском пространстве (<1 нм), образуя квазидвумерную электронную систему ( 2DES) [16]. В 2DES электроны можно считать свободными в боковом измерении, но запрещенными в вертикальном измерении.Учитывая конечную латеральную протяженность 2DES, электроны около скола испытывают сильное кулоновское отталкивание от внутренних электронов и легко инжектируются в вакуум. Потенциальная энергия краевых электронов выше, чем у внутренних электронов, или даже выше, чем у поверхностного вакуумного барьера, как показано на c. Эти электроны могут преодолевать поверхностный вакуумный барьер и выбрасываться в вакуум и подчиняться закону термоэлектронной эмиссии при относительно низком напряжении смещения.

Термоэмиссионный диод. ( a ) Схема предлагаемого диода; ( b ) Схематическое изображение эмиссии и транспорта электронов в вакуумном канале. Ал был склонен к отрицательным предубеждениям. Электроны выбрасывались с края 2DES и переходили от металла к кремнию через вакуумный канал; ( c ) Диаграмма распределения электронов по энергиям в катоде и на поверхности вакуумного барьера. W — высота поверхностного вакуумного барьера при определенном смещении. EF был уровнем Ферми катода.Линия а представляет собой нормальное распределение электронов в металле, которое мы намеренно показали здесь в качестве эталона. Линия b представляет собой распределение электронов в металле, где при определенном смещении развивается ДЭС.

3. Методы

Программное обеспечение для моделирования электромагнитного поля и отслеживания частиц, основанное на методе конечной интеграции под названием CST PARTICLE STUDIO ^TM (часть CST STUDIO SUITE ^TM 2012, CST — Computer Simulation Technology, Дармштадт, Германия ), были использованы для численного исследования характеристик наноразмерного вакуумного диода.Площадь эмиссии электронов, которая связана с толщиной 2DES, была установлена равной 1 нм. Минимальный шаг сетки был установлен равным 0,2 нм. Уравнение Ричардсона – Душмана, j = AT ² exp (−Φ / kT), было принято для расчета тока термоэлектронной эмиссии. В уравнении константа выбросов A была установлена как значение по умолчанию (1,2 × 10 ⁶ А · м ⁻² · K ⁻²). Φ — эквивалентная работа выхода катода, которая намного ниже нормальных значений (4,28 эВ) из-за кулоновского отталкивания в 2DES и требует предварительного определения с использованием экспериментальных данных.Наноразмерный вакуумный диод с точно такими же геометрическими размерами и материалом катода, что и имитационная модель, был изготовлен и испытан Keithley 4200 при комнатной температуре в нашей предыдущей работе [17]. Детали изготовления и другие результаты измерений можно увидеть в приложенных дополнительных материалах.

4. Результаты и обсуждение

Измеренная кривая ВАХ показала два разных наклона на логарифмическом графике, как показано на вставке a, что указывает на два различных механизма эмиссии электронов.При низком напряжении смещения ток эмиссии демонстрирует зависимость мощности от напряжения 3/2, которая в основном определяется объемным зарядом или так называемым виртуальным катодом. Значение потенциала и положение виртуального катода определялись анодным напряжением. Часть испускаемых горячих электронов отскакивала обратно на катод виртуальным катодом. По мере увеличения напряжения виртуальный катод приближался к катоду и в конечном итоге приземлялся на него. По мере увеличения напряжения ток эмиссии достигал состояния насыщения, поскольку все испускаемые горячие электроны могли транспортироваться в вакуумном канале и в конечном итоге захватываться анодом.Фактически, эмиссионный ток продолжал бы увеличиваться из-за более низкой высоты барьера из-за внешнего электрического поля на эмиссионной поверхности (эффект Шоттки). Это объяснило вторую часть кривой. Расположение точки пересечения двух различных механизмов контролировалось плотностью тока термоэлектронной эмиссии, которая была связана с эквивалентной работой выхода и температурой, как показано на a, b. Поскольку ВАХ измерялась при комнатной температуре, эквивалентную работу выхода можно было определить, изменяя Φ при моделировании, чтобы соответствовать точке перегиба измеренной кривой, как показано на рис.При этом рассчитанная эквивалентная работа выхода катода составила 0,29 эВ. Следует отметить, что для простоты эффект снижения поверхностного вакуумного барьера намеренно не учитывался при моделировании при высоком напряжении смещения.

( a ) Измеренная кривая ВАХ и смоделированная кривая ВАХ с различной эквивалентной работой выхода; ( b ) Смоделированная ВАХ при различных температурах, где эквивалентная работа выхода катода была установлена равной 0,29 эВ.

В отличие от большинства твердотельных диодов, которые чувствительны к температуре, ток предлагаемого вакуумного диода остается постоянным при различных рабочих температурах с определенным смещением напряжения в режимах с ограничением пространственного заряда (SCL), как показано на рис.Когда температура была относительно низкой, небольшое количество электронов испускалось в вакуум в соответствии с механизмом термоэлектронной эмиссии. Электрическое поле могло вовремя притягивать электроны к аноду, чтобы предотвратить их засорение в вакуумном канале и образование виртуального катода. В этом случае виртуальный катод можно рассматривать как расположенный на катоде. Таким образом, испускаемые электроны всегда находились в поле ускорения, когда они были выброшены из катода. Ток является монотонной функцией температуры в соответствии с уравнением Ричардсона – Душмана.По мере увеличения температуры популяция электронов, наконец, стала слишком большой, чтобы вовремя захватить их анодом, и виртуальный катод, таким образом, образовался в вакуумном канале. Электронная эмиссия соответствовала механизму SCL и насыщалась температурой. Нижний температурный предел диапазона насыщения варьировался от 260 К до 310 К в соответствии с реализованным анодным напряжением от 0,2 В до 1 В, как показано на. Теоретически, пока физические свойства слоев остаются стабильными, высокотемпературный предел диапазона насыщения может быть очень высоким (например,(температура плавления алюминия составляет 933 К и может быть даже выше для других материалов).

Смоделированный ток в зависимости от температуры при разном напряжении смещения.

Как упоминалось выше, принцип электронной эмиссии обычного наноразмерного вакуумного диода соответствует механизму полевой эмиссии, а ток имеет экспоненциальную зависимость от напряженности электрического поля. Таким образом, ширина зазора и микроскопическая морфология катода существенно влияют на ток эмиссии.Тогда трудно обеспечить постоянство характеристик устройства при крупносерийном производстве. Устройства, основанные на механизме термоэлектронной эмиссии, могут эффективно решить эту дилемму. Согласно Чайлду-Ленгмюру, току, ограниченному пространственным зарядом, полученному из уравнения Пуассона, термоэмиссионный диод, основанный на вакуумной емкости параллельных электродов, показывает зависимость напряжения 3/2 от мощности и линейную зависимость с 1 / d ². Однако прямой математический вывод тока эмиссии из уравнения Пуассона МДП структурного наноразмерного вакуумного диода, который мы предложили здесь, очень сложен из-за неоднородного распределения электрических полей.Согласно результатам моделирования, основанного на методе конечного интегрирования, ток эмиссии оказывается практически несущественным для ширины зазора при работе в режиме SCL. Ток эмиссии диодов с разной толщиной диэлектрика (40 нм, 50 нм, 60 нм, 70 нм, 80 нм) рассчитывали, как показано на а, б. Кроме того, он уменьшился на 1% по мере увеличения ширины зазора (толщины диэлектрика) на 10 нм, как показано на рисунке b, что означает, что ток эмиссии диода на основе предложенной здесь термоэлектронной эмиссии показывает гораздо более слабую зависимость от ширины зазора, чем туннельный диод или диод Чайлда – Ленгмюра.Эта характеристика определенно улучшит стабильность работы устройства при крупномасштабном производстве.

( a ) Смоделированный ток эмиссии в зависимости от ширины зазора (толщины диэлектрика) при разном напряжении смещения. ( b ) Нормированный ток эмиссии в зависимости от ширины зазора (толщины диэлектрика) при разном напряжении смещения.

5. Выводы

В данной работе численно исследован МДП структурный наноразмерный вакуумный диод, основанный на термоэлектронной эмиссии.Мы обнаружили, что этот тип устройства подходит для высокотемпературных операций в широком диапазоне температур от 600 К до 260 К, пока физические свойства слоев остаются стабильными. Таким образом, как вакуумное электронное устройство, оно превосходит твердотельные электронные устройства в высокотемпературных характеристиках. Кроме того, обычные вакуумные диоды, обычно основанные на автоэлектронной эмиссии, требуют тонкого процесса изготовления для формирования концевого катода или точного регулирования ширины зазора между катодом и анодом для обеспечения постоянной автоэлектронной эмиссии тока.Однако используемый здесь ток эмиссии наноразмерного вакуумного диода, основанный на термоэлектронной эмиссии, в основном не зависит от ширины запрещенной зоны. Это способствует легкому изготовлению согласованных устройств для крупномасштабного производства. Благодаря этим двум ценным характеристикам это может быть определено как уникальное и многообещающее устройство для вакуумной электроники. Учитывая, что выводы основаны на чистом моделировании, экспериментальная проверка будет проведена в последующей работе.

Вклад авторов

Концептуализация, Z.S .; методология, З.С. и X.W .; программное обеспечение, J.T .; расследование, S.W .; ресурсы, S.W. и Z.S .; курирование данных, Z.S. и X.W .; письменная — подготовка оригинального черновика, З.С. и Q.L .; написание — просмотр и редактирование, Q.L .; визуализация, З.С.; надзор, S.W .; администрирование проекта, Z.S .; привлечение финансирования, З.С. и X.W. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук Китая, номер гранта 62004108, 62004120.И это исследование также финансировалось Фондом естественных наук для университетов провинции Цзянсу, Китай, грант номер 20KJD510001.

Заявление институционального наблюдательного совета

Не применимо.

Заявление об информированном согласии

Не применимо.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сноски

Примечание издателя: MDPI остается нейтральным в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и институциональной принадлежности.

Ссылки

1. Куми Дж., Берард С., Санчес М., Вонг Х. Последствия исторических тенденций в области электрического КПД вычислений. IEEE Ann. Hist. Comput. 2011; 33: 46–54. DOI: 10.1109 / MAHC.2010.28. [CrossRef] [Google Scholar] 2. Хан Дж. В. Вакуумная наноэлектроника: назад в будущее? — наноразмерный транзистор с вакуумным каналом с изолированным затвором. Прил. Phys. Lett. 2012; 100: 1858–2847. DOI: 10.1063 / 1.4717751. [CrossRef] [Google Scholar] 3. Цзи Х., Ван К., Ци З., Чжай Ю., Чжан Х. Исследование частотных характеристик электронных устройств с нанозазорными промежутками.J. Appl. Phys. 2015; 117: 204504. [Google Scholar] 4. Wu G., Wei X., Zhang Z., Chen Q., Peng L. Вакуумный транзистор на основе графена с высоким коэффициентом включения / выключения. Adv. Функц. Матер. 2015; 25: 5972–5978. DOI: 10.1002 / adfm.201502034. [CrossRef] [Google Scholar] 5. Ву Г., Вэй X., Сонг Г., Чен К., Пэн Л. Настраиваемые графеновые микроэмиттеры с быстрым временным откликом и управляемой эмиссией электронов. Nat. Commun. 2016; 7: 11513. DOI: 10,1038 / ncomms11513. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 6.Хан Дж. У., Мун Д. И., Мейяппан М. Наноразмерный вакуумный канальный транзистор. Nano Lett. 2017; 17: 2146. DOI: 10.1021 / acs.nanolett.6b04363. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 7. Тиан Дж. Х., Лю Б., Ли X., Ян З.-Л., Рен Б., Ву С.-Т., Тянь З.-К. Исследование молекулярных контактов с помощью комбинированного метода поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния света и механически контролируемого контактного соединения. Варенье. Chem. Soc. 2006; 128: 14748–14749. DOI: 10.1021 / ja0648615. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 8. Ясутакэ Ю., Коно К., Канехара М., Тераниши Т., Buitelaar M.R., Smith C.G., Majima Y. Одновременное изготовление золотых электродов с наноразмерными зазорами путем химического нанесения золота с использованием обычной медицинской жидкости. Прил. Phys. Lett. 2007; 91: 57. DOI: 10,1063 / 1,2805035. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Фишбейн M.D., Дрндич М. Изготовление устройств с длиной волны менее 10 нм в просвечивающем электронном микроскопе. Nano Lett. 2007. 7: 1329–1337. DOI: 10.1021 / NL0703626. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 10. Нагасе Т., Кубота Т., Машико С. Изготовление нанозазорных электродов для измерения электрических свойств органических молекул с использованием сфокусированного ионного пучка.Тонкая твердая пленка. 2003. 438: 374–377. DOI: 10.1016 / S0040-6090 (03) 00772-7. [CrossRef] [Google Scholar] 11. Нагасе Т. Изготовление электродов с нанозазором без маски путем травления ионным пучком, сфокусированным на Ga. J. Microlithogr. Микрофабр. Микросист. 2006; 5: 011006. DOI: 10,1117 / 1,2172614. [CrossRef] [Google Scholar] 12. Менг Л., Ли Т., Ван Ю. Излучатели SiC для наноразмерной вакуумной электроники: систематическое исследование зазора катод-анод с помощью травления сфокусированным ионным пучком. J. Vac. Sci. Technol. B Nanotechnol. Микроэлектрон. Матер.Процесс. Измер. Феном. 2017; 35: 031801. [Google Scholar] 13. Кронхольц С., Картхойзер С., Месарос Г., Вандловски Т., ван дер Харт А., Вазер Р. Защищенные наноэлектроды из двух разных металлов с шириной зазора 30 нм и окном доступа. Микроэлектрон. Англ. 2006; 83: 1702–1705. DOI: 10.1016 / j.mee.2005.12.023. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Григореску А.Е., Хаген К.В. Резисты для электронно-лучевой литографии с длиной волны менее 20 нм с акцентом на HSQ: современное состояние. Нанотехнологии. 2009; 20: 292001. DOI: 10.1088 / 0957-4484 / 20/29/292001.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Манхеллер М., Трелленкамп С., Васер Р., Картойзер С. Надежное изготовление зазоров 3 нм между наноэлектродами с помощью электронно-лучевой литографии. Нанотехнологии. 2012; 23: 125302. DOI: 10.1088 / 0957-4484 / 23/12/125302. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 16. Srisonphan S., Jung Y.S., Kim H.K. Полевой транзистор металл-оксид-полупроводник с вакуумным каналом. Nat. Nanotechnol. 2012; 7: 504. DOI: 10.1038 / nnano.2012.107. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 17. Шен З., Ван Х., Ву С., Тиан Дж. Новый тип вертикально ориентированного автоэмиссионного транзистора с цилиндрическим вакуумным каналом. Вакуум. 2017; 137: 163–168. DOI: 10.1016 / j.vacuum.2017.01.002. [CrossRef] [Google Scholar] 18. Чжоу С., Чен К., Го Х., Коул М.Т., Ву Ю., Ли З., Чжан С., Ли К., Дай К. Нанодиод вакуумного канала с антенной связью и высокой квантовой эффективностью. Наноразмер. 2020; 12: 1495–1499. DOI: 10.1039 / C9NR06109F. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Пак И.Дж., Чон С., Шин С. Новый щелевой транзистор с вакуумным каналом.IEEE Trans. Электронные устройства. 2014; 61: 4186–4191. DOI: 10.1109 / TED.2014.2361912. [CrossRef] [Google Scholar] 20. Сюй Дж., Цинь Ю., Ши Ю., Ши Ю., Ян Ю., Чжан Х. Дизайн и схемотехническое моделирование наноразмерного транзистора с вакуумным каналом. Nanoscale Adv. 2020; 2: 3582–3587. DOI: 10.1039 / D0NA00442A. [CrossRef] [Google Scholar] 21. Умстаттд Р.Дж., Карр К.Г., Френзен С.Л., Лугинсланд Дж.В., Лау Ю.Й. Простой физический вывод эмиссии, ограниченной пространственным зарядом Чайлда – Ленгмюра, с использованием вакуумной емкости. Являюсь. J. Phys.2005. 73: 160–163. DOI: 10,1119 / 1,1781664. [CrossRef] [Google Scholar]

на вакуумных трубчатых нагревателях — тропические рыбы

Многожильный или сплошной сердечник? Многожильный провод более гибкий, но одножильный провод легче помещается в крошечные контакты предусилителя. Электропроводка нагревателей требует их скручивания, запихивания в углы и маневрирования вокруг шасси, поэтому при выборе провода следует учитывать относительную хрупкость твердого сердечника.

Какая изоляция? Самым важным отличием изоляции проводов от разных типов является их термостойкость.Некоторые типы проволоки начинают плавиться при прикосновении к ним паяльником. Это проблема, потому что провода вашего обогревателя будут плотно скручены друг с другом, поэтому, если изоляция расплавится, они обязательно закорочатся. В лучшем случае это приводит к тому, что при включении усилитель дымит. Кроме того, изоляция из расплавленного пластика плохо влияет на качество воздуха в вашем магазине. Выбирайте провод с изоляцией, обладающей высокой термостойкостью, например, PTFE (он же тефлон).

Какой цвет выбрать? Зеленый для тона, очевидно.А если серьезно, выберите два разных цвета, чтобы можно было легко различить две стороны обмотки нагревателя. Если у вас есть только один цвет, и вы отчаянно хотите подключить несколько обогревателей как можно скорее, используйте фломастер, чтобы пометить один из проводов, чтобы вы могли сразу увидеть разницу.

Определите путь, по которому будет проходить провод нагревателя.

Провода нагревателя должны быть расположены вплотную к шасси и, по возможности, заправлены в углы. Это сведет к минимуму шум.Однако длина гирлянды также является проблемой. Чем он длиннее, тем больше вероятность появления шума в цепи. Если у вас есть выбор между коротким прямым путем между двумя трубными патрубками или значительно более длинным путем, по которому провода уходят в угол, выберите короткий путь.

Также важно правильно расположить провода на самом патрубке трубки. Держите провода плотно скрученными до контактов. Не обматывайте провод вокруг патрубка трубки. На многих трубках нагреватели занимают соседние контакты, поэтому этому совету легко следовать.Но в других случаях трубчатые нагреватели находятся на несмежных контактах. Здесь вы часто можете закрепить провод через розетку, вместо того, чтобы наматывать его на петлю. Если вам необходимо намотать провод вокруг гнезда, продолжайте скручивать его вокруг петли.

При планировании учитывайте компоновку схемы в целом. В частности, компоненты предусилителя следует устанавливать на расстоянии от проводов нагревателя.

Вакуумный диод-вольт амперная характеристика, устройство диода

Структура диода вакуумного типа

Электровакуумный диод

Сферы применения

Принцип работы

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Основные характеристики вакуумного диода

Вольт-амперная характеристика вакуумного диода | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

Электровакуумные приборы

Вольт-амперная характеристика вакуумного диода физика

Вольт амперная характеристика вакуумного диода

Особенности вольт-амперной характеристики тд

График вах вакуумного диода

Вольт амперная характеристика в вакууме

Что такое вольт-амперная характеристика диода?

Объясните характер изменения силы анодного тока в диоде при изме­нениях напряжения между анодом и катодом.

Электровакуумный диод | Основы электроакустики

Почему вакуумный диод обладает односторонней проводимостью? Вольт амперная характеристика диода | Электронщик

Структура диода вакуумного типа

Электровакуумный диод

Сферы применения

Принцип работы

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Основные характеристики вакуумного диода

Измерение температуры термоэлектронов в вакуумном диоде, страница 4

Снятие вольт-амперной характеристики вакуумного диода

Принцип устройства и работы вакуумного диода — Меандр — занимательная электроника

Самодельный вакуумный диод.

11 июня 2000 г.

Домашняя страница Sparkbangbuzz.

VAC / Valve Amplification Company

вакуумная трубка | Encyclopedia.com

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

КНИГИ

ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ИЗДАНИЯ

Вакуумная трубка »Электроника

Основы диодного клапана

Диодный клапан косвенного нагрева

Полупериодный диодный вентильный выпрямитель

Двухполупериодный диодный вентильный выпрямитель

Детектор сигнала диодного клапана

Майкл С. Маккоркодейл, Ph.D.

Наноразмерный вакуумный диод на основе термоэлектронной эмиссии для работы при высоких температурах

Чжихуа Шэнь

Qiaoning Li

Xiao Wang

Jinshou Tian

Shengli Wu

Резюме

1. Введение

2. Структура устройства и принцип работы

3. Методы

4. Результаты и обсуждение

5. Выводы

Вклад авторов

Финансирование

Заявление институционального наблюдательного совета

Заявление об информированном согласии

Конфликт интересов

Сноски

Ссылки

на вакуумных трубчатых нагревателях — тропические рыбы

Добавить комментарий Отменить ответ

Объясните характер изменения силы анодного тока в диоде при изменениях напряжения между анодом и катодом.