сто активными. Проводимость Ус1а, определяемая емкостью Са.сь на низких частотах может быть принята равной нулю. Обычно лампы работают при отрицательных напряжениях на управляющей сетке и ток /ci = =0. Кроме того, Уа.к=1 ?а.

Таким образом, на низких частотах можно пользоваться лищь выходной частью схемы (рис. 8-25,0:). С учетом сопротивления анодной нагрузки эквивалентная схема на низких частотах приобретает вид, показанный на рис. 8-25, б.

®

1 £ Г

Рис. 8-25. Эквивалентная схема лампы, а - на высоких частотах; б и е - на низких частотах.

считать линейным и диод можно заменить сопротивлением Rt, равным его внутреннему сопротивлению в данной точке. Параллельно сопротивлению Ri должна быть включена междуэлектродная емкость С.

Однако для- диапазона низких частот где сопротивление Xc = l/toC, значительно больше Ri, шунтирующим действием Хс можно пренебречь и эквивалентная схема диода будет такой, как это показано на рис. 8-26, е.

u-Ur,sino)i

Уравнение для этой схемы имеет вид:

а = 5Ыо + Иа.

(8-86)

Определяя Ua как падение переменного напряжения на сопротивлении нагрузки Ua=-RJsl, выражение (8-86) легко привести к виду

Ri + Ra

(8-87)

и эквивалентную схему анодной цепи триода изобразить в виде эквивалентного генератора напряжения, питающего последовательно соединенные сопротивления Rt и Ra (рис. 8-25, в).

На высоких частотах величины проводи-мостей Ус1а, Ущк, Уа.к и S определяются соотношениями, приведенными выше.

Диод может быть представлен в виде двухполюсника. Его эквивалентная схема достаточно проста. В общем случае между катодом и анодом диода может быть приложена постоянная разность потенциалов Ua, определяющая на вольт-амперной характеристике рабочую точку, и, кроме того, некоторое переменное напряжение и= =Um sin at (рис. 8-26, о). Если амплитуда переменного напряжения не слишком велика, то рабочий участок характеристикн в окрестностях точки А (рис. 8-26,6) можно

в) г)

Рис. 8-26. Эквивалентные схемы диода.

а - общий случай включения диода в схему; б - аппроксимация участка характеристики диода прямой линией; в - аквива-лентная схема диода для низких частот.; г - эквивалентная схема диода для высоких частот.

Если же частота со переменного напряжения велика, то сопротивлением емкости С пренебречь нельзя и диод нужно изображать в виде комплексного сопротивления Z (рис. 8-26,г).

8-9. ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВЫЕ ПРИБОРЫ

Электроннолучевыми называются такие приборы, принцип действия которых основан на использовании узкого сфокусировак-ного электронного пучка (луча). Управление этим электронным лучом, его плотностью (интенсивностью) и пространственным положением осуществляется с помощью электрических и магнитных полей различи ной конфигурации.

Принципы электронной оптики

Движение электронов в полях подчиняется законам электронной оптики. Сила

Jpaetimopuu злентрсиод

U =0 UjrO Va>D U..=D Uj,D U >0

Рис, 8-27. Электронные линзы-диафрагмы и распределение потенциала в них.

а - собирающая: б -- рассеивающая.

Рнс. 8-29. Иммерсионные линзы и кривые распределения потенциала.

Рис. 8-28. Одиночная электронная линза и кривая распределения потенциала.

.действующая на электрон в, электрическом поле, равна:

Fe-=-eB, (8-88)

.где е-заряд электрона; Е - напряженность поля. .Используя известное соотношение

d do d4

F = - {то) = m- = m - , (8-89)

dt

{tn -r масса электрона; v - скорость; 5 - путь; t - время)

можно записать общее уравнение движе-лия электрона в электрическом поле:

т---еЕ. (8-90)

Интегрируя это уравнение, можно найти траекторию движения электрона.

При движении электрона в электрическом поле его скорость может изменяться по величине и направлению. Если на некотором участке потенциал поля меняется на величину AU=U2-Ui и электрон движется под углом 01 относительно нормали к эквипотенциальной поверхности Uu то на пути Дх направление его движения изменится (вг) в соответствии с законом преломления

5iEeL = / = . (8.91)

sin 02

В электроннолучевых приборах для управления движением электронов широко используются неоднородные электрические поля, образующие электронные линзы. В электронной оптике различают линзы-диафрагмы, одиночные линзы, иммерсионные линзы и иммерсионные объективы.

Линза-диафрагма и кривые распределения потенциалов вдоль оси линзы приведены на рис. 8-27. Эти линзы, образованные электродами с круглыми отверстиями, могут быть собирающими и рассеивающими. В соб1ающей линзе в плоскости диафрагмы -- > 0: в рассеивающей линзе

-- < 0. Фокусное расстояние линз-диафрагм можно .определить по формуле

f==---. (8-92)

Еа.д - Ек.д

где Ек.д - напряженность поля слева, а Еа.д - справа от диафрагмы.

Одиночные линзы образуются системой линз-диафрагм и характеризуются постоянными и равными потенциалами по обе стороны линз. Одиночная линза показана на рис. 8-28.

Широкое применение в электроннолучевых приборах находят иммерсионные линзы с цилиндрическими электродами равных или различных диаметров. В таких линзах потенциалы по обе стороны различны по величине. Примеры иммерсионных линз приведены на рис. 8-29.

Иммерсионными объективами называют обычно иммерсионные линзы, расположенные в непосредственной близости от катода, находящегося под нулевым потенциалом.

Для фокусирования параксиальных пучков используются также неоднородные магнитные поля, образуемые короткими ка-тущками - многослойными соленоидами, длина которых соизмерима с их внутренним диаметром. На электрон, влетающий в неоднородное магнитное поле короткой ка-тущки под углом а (рис. 8-31), действуют силы, изменяющие его траекторию. Электрон под действием этих сил приближается к оси линзы, причем плоскость, в которой лежит его траектория, искривляется. Электрон движется по отрезку спирали, пересекающей ось линзы в точке О.

Трйеитория sjienrnpotia

Рис. 8-30. Магнитная линза, образованная полем длинной катушки.

Рис. 8-31. Магнитная линза, образованная полем короткой катушки.

В магнитном поле с вектором индукции В на электрон действует сила

F = -e\vB\. (8-93)

Вектор силы Fm нормален к плоскости, в которой расположены векторы - сомножители V и В. Направление силы f м находится с помощью правила правой руки.

Кинетическая энергия электрона при его движении в магнитном поле остается неизменной. Магнитное поле может лишь изменить направление движения электрона.

Для управления электронным потоком в электроннолучевых приборах используются как однородные, так и неоднородные магнитные поля.

Примером использования однородного магнитного поля может служить магнитная линза, образуемая полем длинного соленоида (рис. 8-30). Такая линза фокусирует поток электронов, выходящих с поверхности катода под углами меньше а. Если угол а невелик, то пучок электронов называют параксиальным. Фокусирующее действие линзы основано на равенстве шага спиральных траекторий всех электронов

h=2n

(8-94)

В точках О, Oi и др., отстоящих друг от друга на величину Л, траектории электронов касаются оси соленоида; происходит фокусирование электронного пучка.

Устройство и принцип действия электроннолучевых трубок *

Электроннолучевые приборы отличаются по конструкции в зависимости от их назначения. Для осциллографирования Используются трубки с электростатическим управлением луча, экранами зеленого или синего свечения, с коротким послесвечением. Применяются также двухлучевые трубки с двумя прожекторами, смонтированными в одном баллоне под некоторым углом друг к другу, так чтобы их оси пересекались в пентре экрана. В телевизорах применяются трубки с магнитным отклонением луча. В радиолокационных устройствах обычно применяются трубки также с магнитным управлением луча и длительным послесвечением экрана (экран покрыт двумя слоями люминофора с коротким и длительным послесвечением). Особую конструкцию имеют различные коммутационные трубки и трубки спепиального назначения.

Трубки с электростатическим управлением отличаются тем, что формирование электронного луча и управление им осуществляются с помощью электростатических полей (рис. 8-32). В торце узкой части стеклянного баллона расположен катод 1 в виде небольшого цилиндра, внутри которого помещена спираль для подогрева. Дно цилиндра с внешней стороны покрыто оксидным слоем; с его поверхности при подогреве эмиттируются электроны. Вблизи катода расположен полый цилиндр 2 с небольшим круглым отверстием - диафрагмой в его дне. Этот цилиндр называется управляю-