Interested Article - Формула Баркгаузена
- 2020-05-08
- 1
Формула Баркгаузена , иначе основное ламповое уравнение — математическое выражение, связывающее между собой параметры электронной лампы (крутизну характеристики, статический коэффициент усиления, проницаемость и внутреннее сопротивление). Названа по имени немецкого учёного Генриха Георга Баркгаузена ( нем. Heinrich Georg Barkhausen ).
Математическое выражение
Через статический коэффициент усиления :
Через проницаемость :
где
- — статический коэффициент усиления, равный отношению приращения анодного напряжения к приращению сеточного напряжения при постоянном анодном токе: ;
- — крутизна статической характеристики, равная отношению приращения анодного тока к приращению сеточного напряжения при постоянном напряжении на аноде
- — внутреннее сопротивление лампы переменному току, равное отношению приращения напряжения на аноде к приращению анодного тока
- — проницаемость лампы, равная отношению приращения сеточного напряжения к приращению анодного напряжения .
Обычно крутизну выражают в мА / В , тогда внутреннее сопротивление следует брать в кОм .
Физический смысл
Формула показывает, что лишь два из трёх основных параметров триода являются независимыми, третий полностью определяется этими двумя.
Проницаемость и коэффициент усиления
Из определения видно, что статический коэффициент усиления и проницаемость лампы — взаимно обратные величины и имеют один и тот же физический смысл: насколько сильнее влияет на анодный ток потенциал сетки по сравнению с потенциалом анода .
Проницаемость показывает, какая доля силовых линий электрического поля анода проникает сквозь сетку к катоду. Таким образом, чем гуще сетка, тем проницаемость лампы ниже, а коэффициент усиления выше .
Управляющие сетки с переменной густотой позволяют варьировать проницаемость разных участков лампы и регулировать коэффициент усиления в широких пределах изменением величины отрицательного смещения на сетку , лампы такого типа называются «варимю».
Крутизна
По размерности имеет смысл проводимости , но это не проводимость какой-либо одной цепи, а взаимная проводимость цепей сетки и анода. Крутизна тем выше, чем ближе сетка расположена к катоду, и чем больше эмиттирующая поверхность катода .
Внутреннее сопротивление
Если коэффициент усиления (проницаемость) и крутизна характеристики связаны с конструктивными параметрами электродной системы лампы, то внутреннее сопротивление с конструкцией лампы напрямую не связано, и определяется двумя независимыми параметрами по формуле Баркгаузена .
Зависимость от режима лампы
При снижении потенциала управляющей сетки крутизна лампы снижается . Происходит это потому, что образованное катодом электронное облако («виртуальный катод») отталкивается и отдаляется от сетки, а площадь его поверхности уменьшается. При этом коэффициент усиления (проницаемость) лампы, зависящая от густоты сетки, остаётся неизменной, соответственно, растёт внутреннее сопротивление лампы.
Многосеточные лампы
Для ламп с экранирующей сеткой (тетроды, пентоды, гексоды, гептоды) формула Баркгаузена по-прежнему справедлива, но зависимость электрических параметров от конструкции лампы более сложная. Зависимость крутизны и внутреннего сопротивления от потенциала управляющей сетки при неизменном потенциале экранирующей — такая же, как у триода, но изменение потенциала экранирующей сетки вызывает сильное изменение как крутизны и внутреннего сопротивления, так и коэффициента усиления, который растёт с уменьшением потенциала экранной сетки .
Лампы «варимю» обычно — пентоды.
Примечания
- ↑ Поскольку для того, чтобы сохранить силу анодного тока неизменной при повышении напряжения на аноде, необходимо понизить напряжение на сетке, постольку знаки приращений анодного и сеточного напряжений противоположны. Таким образом, лампа переворачивает фазу колебаний на (полупериод). Строго говоря, для получения положительного коэффициента усиления, необходимо, с учётом знаков, использовать формулы , но этот минус часто опускают ( , с. 375), отсчитывая напряжения на сетке в обратную сторону.
Источники
- . ru.wikisource.org. Дата обращения: 30 марта 2020.
- , с. 376.
- , с. 375.
- , с. 218.
- , с. 232-233.
- ↑ , с. 219.
- ↑ , с. 385.
Литература
- Г. Г. Гинкин. Справочник по радиотехнике. — 3-е, исправленное и дополненное. — Москва - Ленинград: Оборонгиз, 1939.
- Н. М. Изюмов, Д. П. Линде. Основы радиотехники. — 2-е, переработанное. — Москва - Ленинград: Энергия, 1965. — 480 с. — (Массовая радиобиблиотека). — 200 000 экз.
- 2020-05-08
- 1