E-2, Ćwiczenie E

Słapiński Mariusz Białystok 03.25.1999

Elektronika i Telekomunikacja

Grupa C5

Ćwiczenie E-2

Wyznaczanie charakterystyki lampy elektronowej - triody

Trioda - trzyelektrodowa (jednosiatkowa) lampa elektronowa; oprócz katody i anody trioda ma trzecią elektrodę zwaną siatką sterującą, która steruje strumieniem elektronów lecących do anody, zgodnie ze zmiennym napięciem doprowadzonym do niej. Dzięki temu trioda jest trioda jest lampą wzmacniającą.

W lampach dwuelektrodowych gęstość strumienia elektronów jest regulowana napięciem między anodą i katodą. Po wprowadzeniu między anodę i katodę dodatkowej elektrody zwanej siatką, stało się możliwe sterowanie strumieniem elektronów, a więc prądu w obwodzie anoda-katoda napięciem między siatką i katodą w obwodzie niezależnym od poprzedniego. Siatka jest płaską lub cylindryczną spiralą z niklu, molibdenu lub ich stopów i jest umieszczona w pobliżu katody. Na elektrony wychodzące z katody działa pole elektryczne anody i siatki. Dopóki napięcie na siatce jest ujemne, dopóty nie osiadają na niej elektrony i mogą przelatywać przez siatkę do anody. Prąd anody pojawia się wówczas, gdy pole elektryczne w przekrojach między zwojami siatki i powyżej niej będzie przyśpieszało elektrony w kierunku anody. Sytuacja taka występuje gdy na anodzie jest duże napięcie dodatnie, a na siatce może być nawet dość duże napięcie ujemne. Pole elektryczne anody przenika między zwojami siatki i przechwytuje elektrony z obszaru w pobliżu katody, kierując je do anody. Zwiększanie napięcia ujemnego na siatce powoduje zmniejszanie strumienia elektronów unoszonych do anody i przy określonym napięciu ujemnym następuje odcięcie prądu anody. Ponieważ zwiększaniu napięcia na anodzie towarzyszy z kolei zwiększenie prądu anody, to dla większych napięć na anodzie wystąpią większe ujemne napięcia odcięcia.

Do pełnego opisu graficznego stosuje się dwie rodziny charakterystyk tj. prąd anody w funkcji napięcia na anodzie, przy napięciu na siatce jako parametrze i prąd anody w funkcji napięcia na siatce przy napięciu na anodzie jako parametrze. Z jednej rodziny charakterystyk możliwe jest otrzymanie drugiej, przez odpowiednie przerzutowanie punktów. Celem tego ćwiczenia jest sporządzenie charakterystyki siatkowej jak również zapoznanie się z działaniem triody.

W ćwiczeniu należy wyznaczyć:

charakterystykę siatkową triody dla różnych napięć anodowych,
współczynnik wzmocnienia μ na podstawie otrzymanych charakterystyk siatkowych

Wyznaczanie charakterystyk siatkowych triody dla różnych napięć anodowych.

Charakterystyka siatkowa lampy elektronowej jest to zależność prądu anodowego I_a od napięcia siatki U_s przy stałym napięciu anodowym U_a = const. Pomiary należy przeprowadzić dla trzech napięć anodowych: 100 V, 150 V, 200 V, lub dla innych wartości napięć wskazanych przez prowadzonego zajęcia. Przed przystąpieniem do ćwiczenia zapoznajemy się z konstrukcją lampy elektronowej i schematem układu. Zastosowana w układzie lampa (E 88CC) jest lampą złożoną, składającą się z dwóch niezależnych triod. Dla celów ćwiczenia wykorzystujemy tylko jedną triodę. Na podstawce są wyprowadzone połączenia obu triod oznaczonych w następujący sposób:

A₁, A₂ - anody triody pierwszej i drugiej

S₁, S₂ - siatki triody pierwszej i drugiej

K₁, K₂ - katody triody pierwszej i drugiej

G, G - żarzenie triody

E - ekran oddzielający obie części lampy

Sposób połączenia przyrządów jest przedstawiony na rysunku:

0x08 graphic

Gdzie:

mA - miliamperomierz (przyrząd uniwersalny nastawiony na pomiar natężenia prądu stałego w zakresie do 150 mA)

Z_s - zasilacz siatki lampy, regulowany

Z_a - zasilacz anodowy lampy, regulowany wraz z żarzeniem lampy 6,3 V

Uwaga! Przed sprawdzeniem połączeń przez prowadzącego ćwiczenia, nie załączać obwodów!

Wykonanie ćwiczenia:

Prąd elektryczny przepływający przez triodę zależy od potencjału anody i siatki względem katody. Jeżeli siatka ma potencjał ujemny względem katody, to elektrody są hamowane i dlatego część z nich nie dochodzi do anody. Przy zwiększeniu ujemnego potencjału siatki (przy stałym potencjale anody), prąd anodowy maleje i w końcu spada do zera. Zmieniając potencjał siatki U_s notujemy natężenie prądu I_a w obwodzie przy U_a = 100 V (wartość U_a regulujemy pokrętłem w zasilaczu anodowym).

Czynności te powtarzamy dla U_a = 150 V i U_a = 200 V.

Wyniki zapisujemy w tabelce:

U_a [V]	U_s [V]	I_a [mA]	Zakres miliamperomierza [mA]
100	0,1	7,30	7,5
		0,5		5,00
		1,1		2,60
		1,5		1,50
		2,1		0,55
		2,5		0,30
		3,1		0,01
		3,5		0,00
		4,1		0,00
	150	0,1		11,00	15
		0,5		9,00
		1,1		5,80	7,5
		1,5		4,20
		2,1		2,40
		2,5		1,50
		3,1		0,70
		3,5		0,40
		4,1		0,15
		4,5		0,10
		5,1		0,00
	200	0,1		17,40	30
		0,5		13,50
		1,1		9,90
		1,5		7,00	7,5
		2,1		5,00
		2,5		3,90
		3,1		2,25
		3,5		1,50
		4,1		0,80
		4,5		0,50
		5,1		0,20

Na papierze milimetrowym formatu A4 wykreślamy trzy charakterystyki siatkowe

I_a = f(U_s)/U_a = constans na wspólnym układzie współrzędnych.

Wyznaczanie współczynnika wzmocnienia (amplifikacji) μ.

Najważniejszym parametrem określającym właściwości danej lampy elektronowej (oprócz diody) jest współczynnik wzmocnienia. Podaje on ile razy silniej na prąd anodowy wpływa zmiana napięcia siatki niż taka sama zmiana napięcia anodowego, czyli ile razy większa musi być zmiana napięcia anodowego od zmiany napięcia siatkowego, by uzyskać tę samą zmianę prądu anodowego

przy I_a = const