Тема 6 «Электровакуумные и газоразрядные приборы»

---

Раздел электроники 
Тема 6 «Электровакуумные и газоразрядные приборы» 
 
Основные определения
 
Классификация и условное графическое обозначение 
 
Характеристика и параметры 
 
Определение. Электровакуумными называют приборы, принцип работы которых 
основан на использовании электрических явлений в газах или вакууме, происходящих в 
рабочем пространстве, изолированном от окружающей среды газонепроницаемой оболочкой 
(баллоном). 
Электровакуумные и газоразрядные приборы выполняются в виде стеклянного, 
керамического или металлического баллона, внутри которого в условиях высокого вакуума 
или инертного газа размещаются электроды: катод, анод, сетки. Катод является излучателем 
(эмиттером) свободных электронов, анод - собирателем (коллектором) носителей заряда. С 
помощью сеток или управляющих электродов осуществляется управление анодным током. 
Для того, чтобы получить представление об электровакуумных и газоразрядных 
приборах используемых в авиационном РЭО рассмотрим их классификацию. 
Классификация и условное графическое обозначение 
1. По количеству электродов электронные приборы делятся на двухэлектродные 
(электровакуумные диод), трехэлектродные (электровакуумный триод), и многоэлектродные 
лампы. 
Рисунок 1. Условное графическое обозначение электровакуумного диода 
Электровакуумный диод - это двухэлектродная лампа, состоящая из катода и анода. 
Если напряжение на аноде положительное, относительно катода, то электроны, эмитируемые 
катодом, движутся к аноду, создавая анодный ток. При отрицательном напряжении на аноде 
тока нет, следовательно, диод проводит только в одном направлении. Это свойство диода 
определяет его основное назначение - выпрямление переменного тока. Условное 
графическое обозначение электровакуумного диода представлено на Рисунок 1. 
Электровакуумный триод - это трехэлектродная лампа, у которой между анодом и 
катодом расположена сетка. Сетка предназначена для регулирования тока анода. 
Напряжение на сетке изменяет поле между анодом и катодом и таким образом влияет на ток 
анода. Если напряжение на сетке отрицательно по отношению к катоду, то она оказывает 
тормозящие действие на электроны, эмитируемые катодом, в результате анодный ток 
уменьшается. При положительном напряжении на сетке она оказывает ускоряющее действие 
на электроны, увеличивая анодный ток. При этом часть электронов попадает на сетку 
создавая сеточный ток. Следовательно, сетка является управляющим электродом, 
напряжение на котором позволяет изменять ток анода. 
Условное графическое обозначение электровакуумного триода приведено на Рисунок 2. 

---

Рисунок 2. Условное обозначение электровакуумного триода 
Для увеличения влияния на ток анода сетка располагается ближе к катоду. При 
отрицательном напряжении на сетке ток в ней практически отсутствует. 
а) б) 
Рисунок 3. Условное графическое обозначение триодов: а - с катодной сеткой; б - с экранной 
сеткой 
К многосеточным лампам относятся: тетроды - с двумя сетками, пентоды - с тремя 
сетками, гексоды - с четырьмя сетками, гептоды - с пятью сетками и октоды - с шестью 
сетками. Наибольшее распространение получили тетроды и пентоды. 
У тетродов одна из сеток называется управляющей и имеет отрицательное 
напряжение. Другая сетка располагается либо между управляющей и анодом или между 
управляющей и катодом. В первом случае такая сетка называется экранирующей, во втором - 
катодной. 
Условное графическое обозначение электровакуумных тетродов приведено на Рисунок 
3. 
В тетродах с экранирующей сеткой ток катода распределяется между экранирующей 
сеткой и анодом. Основным преимуществом такого тетрода является снижение емкости 
между анодом и управляющей сеткой. Экранирующая сетка снижает эту емкость до долей 
пикофарады и уменьшает проницаемость анода. 
Однако близость экранирующей сетки к аноду имеет недостаток, заключающийся в 
том, что при низком напряжении на аноде проявляется динатронный эффект - снижение 
тока анода за счет вторичной эмиссии (провал на анодной характеристике (Рисунок 3.4)). 
При этом вторичные электроны не возвращаются обратно на катод, а захватываются 
экранирующей сеткой. 
Пентодом называют лампу с тремя сетками. Внедрение третьей сетки обусловлено 
необходимостью устранения динатронного эффекта, свойственного тетроду. Эта сетка 
называется защитной (или антидинатронной) и располагается между экранирующей сеткой и 
анодом. Напряжение на этой сетке обычно делают равным напряжению на катоде, для этого 
иногда ее соединяют с катодом внутри колбы. Устранение динатронного эффекта получается 
благодаря потенциальному барьеру, образовавшемуся в пространстве между анодом и 
экранирующей сеткой. Вместе с тем этот потенциальный барьер не представляет 
значительного препятствия для электронов, движущихся к аноду с большой скоростью. 

---

2. По конструктивным особенностям цепи накала электронные лампы делятся на лампы 
с катодами прямого накала и лампы с катодами косвенного накала. 
Катод прямого накала представляет собой металлическую нить из материала с 
большим сопротивлением (вольфрама или тантала), по которой проходит ток накала. Такой 
катод отличается малыми тепловыми потерями, простотой устройства и малой тепловой 
инерцией. Недостатком такого катода является то, что его необходимо питать постоянным 
током. При питании переменным током частотой 50 Гц ток эмиссии изменяется с удвоенной 
частотой питающего напряжения, что создает нежелательный шумовой низкочастотный фон. 
Катод косвенного накала представляет трубку, внутри которой размещена нить накала. 
Нить накала изолирована от катода. В результате практически сглаживаются пульсации 
температуры и тока эмиссии при питании накала переменным током. 
3. 
По назначению лампы делятся на приемо-услительные, генераторные, частотно-
преобразовательные, детекторные, измерительные и так далее. 
4. 
В зависимости от диапазона рабочих частот различают лампы низких (от 1 - 30 
МГц), высоких (от 30 до 600 МГц) и сверхвысоких (свыше 600 МГц) частот. 
5. 
По 
виду 
электронной 
эмиссии различают 
лампы 
с термоэлектронной, вторичной и фотоэлектронной эмиссией. 
Электронная эмиссия необходима для создания внутри электровакуумного прибора 
между электродами потока электронов. 
Под термоэлектронной эмиссией понимают процесс выхода электронов из твердых или 
жидких тел в вакуум или газ. 
Под вторичной электронной эмиссией понимается испускание электронов телом 
вследствие бомбардирования его электронами, испускаемым другим телом. 
Под фотоэлектронной эмиссией понимается испускание электронов телом, 
находящимся в потоке лучистой энергии.