Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги гулистон Давлат университети “ электротехника ва электроника асослари”

6.1. Биринчи асосий савол:
Электровакуум асбобларнинг тузилиши ва ишлаш принципи.
Дарснинг мақсади: Электровакуумли асбобларнинг ишлаш принципи. Уларнинг тузилиши, вакуумда электр токининг ҳосил қилиниши, электровакуум асбобларининг турлари ва ишлатилиши тўғрисида маълумот берилади.
Идентив ўқув мақсадлари:
1. Электрон асбобларнинг ишлаш принципини билиб олади.
2. Электр майдондаги заррачаларга таъсир этувчи кучларни ўрганади.
3. Термоэлектрон эмиссия ҳодисасининг электровакуум асбобларида
ишлатилиш жараёнини ўрганади.
4. Кўп электродли лампалар яратилишидан кўзланган мақсадларни
билиб олади.
5. Кўп электродли лампаларга хос бўлган хусусиятларни ўрганади.
6. Лампаларнинг белгиланиши тўғрисида маълумотлар олади.
Мавзунинг баёни:
Электровакуум асбобларнинг ишлаш принципи.
Зарядли заррачалар оқимини, электр ва магнит майдонлар ёрдамида бошқаришга асосланган асбоблар электрон асбоблар деб аталади. Заряд ташувчи заррачалар қайси муҳитда ҳаракатланишига қараб электровакуум ва ярим ўтказгичли асбобларга бўлинади.
Электровакуум асбоблар ўз навбатида ишлатилишига кўра электрон лампаларга (триод, гептод ва х), ўта юқори частотали электрон асбоблар (клистрон, магнитрон ва х) ва фотоэлектрон асбоблар (фотоэлемент, фото кўпайтиргич ва х) га бўлинади.
1. Электровакуум асбоблар.
Электровакуум асбоблар, вакуумда зарядланган заррачаларга электр ва магнит майдонларнинг таъсирига асосланиб ишлайди:

бу ерда заряд миқдори, электр майдон кучланганлиги;
Бир жинсли магнит майдонга тезлик билан кирган зарядли заррачага таъсир этувчи куч модули қуйидагича ифодаланади:

зарядли заррачанинг тезлиги; магнит майдон индукцияси
Зарядли заррачага таъсир этувчи электр майдонида майдон кучланганлиги билан бир ҳил йўналишга эга бўлади. Магнит майдонда таъсир этувчи куч йўналиши, тезлик векторида майдон индукцияси векторлари йўналишига перпендикуляр бўлади (1-расм).

















+

+

+

+

+

+



1-расм.

Зарядли заррачанинг ишораси манфий бўлса, таъсир этувчи кучнинг йўналиши қарама-қарши томонга ўзгаради.
Лампада зарядли заррачалар ҳосил қилиш учун электродлардан бири, яъни катод қиздирилади.
Лампа ичида электронлар ўз ҳаракати давомида ҳаво молекулалари билан тўқнашмасликлари учун унинг ичидаги ҳаво сўриб олинади. Лампа ичидаги ҳаво босими ~ 10^-7 мм симоб устунига тенг.
Бу лампа икки электрод: анод ва катоддан иборат. Бири анод ва иккинчиси катод деб аталади. Бундан ташқари лампада алоҳида қиздиргич (тола) ҳам бўлади (2-расм).
2-расм.
Анод токининг анод кучланишига боғлиқлик графиги вольт-ампер ҳарактеристикаси (ВАХ) деб аталади. Диодни ВАХ 2-расм, Б да келтирилган. Характеристикадан кўринадики, анод токи ва анод кучланиши орасидаги боғланиш ночизиқли характерга эга. Бундан диоднинг ночизиқли элемент эканлиги келиб чиқади. Диоднинг бу хусусиятидан сигналларни детекторлашда фойдаланилади. Диоднинг асосий параметри унинг ички қаршилиги ҳисобланади:
Анод кучланиш ошиб бориши билан унинг бирор U_T қийматидан бошлаб, анод токи ошиши секинлашади, тўйинишга ўтади. Бу ҳол катоддан чиққан барча электронларнинг анод кучланиши таъсирида анодга етиб бораётганидан далолат беради. Буни толадан чиқаётган электрон сонини ўзгартириб исботлаш мумкин. Бунинг учун тола ҳароратини ўзгартириш етарли бўлади. Агар лампанинг толаси ҳарорати ўзгартирилса ҳарактиристика тиклиги бинобарин, тўйиниш токи қиймати ҳам ўзгаради (2 расм, В). Расмдаги 2-чизиқ тола ҳарорати оширилган ҳолатга мос келса, 3-чизиқ ҳароратниннг камайтирилган ҳолатига мос келади.
Характеристика тиклиги деб анод кучланишнинг бирлик ўзгаришига мос келган анод токи ўзгаришига айтилади. Яъни
;
бу ҳарактеристика диоднинг тайёрланиш сифатини белгилайди. Параметри унинг ички қаршилиги ҳисобланади.
;
Диоднинг бу параметрини бевосита ВАХ чизиғидан аниқланади.
Анод ва катод орасига учинчи электрод жойлаштириб, уч электродли электрон лампа ҳосил қилинади. Бу лампа триод деб аталади. Учинчи электрод спиралсимон бўлгани учун кўпинча у тўр деб юритилади. Тўр катодга яқин қилиб жойлаштирилади. Шу сабабли унга берилган кичик кучланиш ҳам катоддан анодга томон ҳаракатланаётган электронлар оқимига кучли таъсир кўрсатади. Бошқача айтганда тўр триод лампадан ўтаётган токни бошқариб туради. Шу хусуситятига кўра тўр кўпинча бошқарувчи тўр деб аталади.

A
T

K

3-расм.
Триод бошқарувчи элемент сифатида катта сезгирликка эга. Лампанинг битта электродидан ташқари, қолган электродларидаги кучланишни доимий сақланган ҳолда ишлайдиган иш режими, статик иш режими деб юритилади. Икки хил статик характеристикаси бор: анод характеристикаси (4-расм) ва тўр характеристикаси (5-расм).

, ,


,

4-расм. 5-расм.

Триоднинг хоссаларини характерловчи ўзгармас катталиклар лампанинг параметрлари деб аталади. Триоднинг учта параметри бор:

1. а) статик кучайтириш коэффициенти:
,
б) динамик кучайтириш коэффициенти:

2. Характеристика тиклиги.

3. Ички қаршилиги.

Юқори частоталарда (бир неча ўнларча кГц дан бошлаб), лампанинг аноди ва тури ( ), аноди ва катоди ( ) ҳамда тури ва катоди ( ) оралиғидаги сиғимларни ҳам ҳисобга олиш зарур.
Анод майдонининг катодга таъсирини сусайтириш ва анод тур оралиги сиғимини камайтириш мақсадида триод лампанинг бошқарувчи тўр ва аноди оралиғига қўшимча экранловчи тўр ўрнатилади. Бундай лампа тетрод деб аталади. Бунда анод ва бошқарувчи тўр орасидаги сиғим юздан бир микрофарадагача камаяди.
Тетрод лампа характеристикалари триод лампага нисбатан анча мукаммаллашган бўлиб, у юқори частотали токларда ҳам ишлатилиши мумкин. Лекин унинг кучайтириш коэффициенти динатрон эффект туфайли чекланган. Динатрон эффект деб, лампанинг аноди ва катоди орасидаги майдон таъсирида катта тезланиш олиб, анодга келиб урилган электронларнинг анод материалидан иккиламчи электронларни уриб чиқариши туфайли ҳосил бўлган манфий зарядли электронлар булутининг катоддан келаётган электронлар ҳаракатига тўсқинлик кўрсатиш хоссасига айтилади.
Динатрон эффектни йўқотиш мақсадида, тетрод конструкциясига маълум бир ўзгаришлар киритилади. Бунинг учун экранловчи тўр бошқарувчи тўрга яқинроқ жойлаштирилади. Бошқарувчи тўрнинг ўрамлари рўпарасига экранловчи тўр ўрамлари яъни тўрнинг очиқ жойлари рўпарасига экранловчи тўрнинг очиқ жойларига мос келадиган қилиб олинади. Бундан ташқари экранловчи тўр ва анод оралиғида анодга томон ўтувчи электронлар нур кўринишида бўлади ва шу сабабли лампа нурли тетрод деб аталади.
Динатрон эффектини экранловчи тўр ва анод оралиғига яна битта тўр жойлаштириб ҳам йўқотиш мумкин. Бу тўр катод билан улаб қўйилганлигидан анодга нисбатан манфий потенциалга эга бўлади. Натижада катоддан чиққан электронлар анодга урилиши олдидан бу тўр майдонида тормозланиб ўз тезлигини камайтиради ва иккиламчи электронларни уриб чиқаришга энергияси етмайди. Бу тўр ҳимоя тўри дейилиб, лампа эса пентод деб аталади. Пентодда учта тўр бўлганлигидан аноднинг катодга бўлган таъсири жуда кам бўлиб, ички қаршилиги ва шунга мувофик равишда кучайтириш коэффициенти ҳам триод ёки тетродникига нисбатан катта бўлади. Шу сабабли ундан қувват кучайтиргичлари ва юқори частотали кучайтиргич сифатида фойдаланиш мумкин.
Икки ва ундан ортиқ бошқарувчи турга эга бўлган лампалар кўп электродли лампалар деб юритилади. Булар ичида энг кўп қўлланиладиган лампа гептод ҳисобланади.
Энергияни, жойни тежаш ва монтаж ишларини соддалаштириш мақсадида бир шиша баллон ичига иккита алоҳида электродлар гуруҳи жойлаштирилган лампалар ҳам бўлиб, улар комбинациялашган лампалар деб аталади.