Двухэлектродная лампа – диод. Принцип работы и анодная характеристика.

Двухэлектродная электронная лампа или диод по своему ус­тройству является наиболее простым электронным прибором.

Диодом называется электронная лампа, у которой имеются два электрода: катод и анод. Промышленность выпускает диоды прямого и косвенного накала (слайд 7).

Чтобы через диод проходил ток, к нему необходимо подклю­чить источник питания. Электрическая схема включения диода имеет две токовые цепи:

- цепь накала, состоящую из источника напряжения накала U_Н, нити накала (катода) и соединительных проводов;

- цепь анода, состоящую из источника постоянного или пере­менного анодного напряжения Еа, сопротивления нагрузки R_H, междуэлектродного промежутка анод-катод и соединительных прово­дов.

Работает диод в схеме следующим образом. При подключении источника напряжения накала U_Н нить накала нагревается и нагре­вает катод. Катод излучает электроны и вокруг него образуется электронное облачко (пространственный заряд).

При подключении источника анодного напряжения Еа положительным потенциалом к аноду лампы, а отрицательным - к её като­ду, между анодом и катодом образуется электрическое поле, назы­ваемое полем анода.

Разность потенциалов между анодом и катодом называется анодным напряжением Ua.

Под воздействием силы электрического поля часть электронов облачка устремляются к аноду, образуя электронный поток, т.е. анодный ток лампы Iа.

Направление тока внутри лампы условно принимают от анода к катоду (противоположно движению электронов).

Если увеличить напряжение на аноде Uа, то анодный ток Iа за счет рассасывания электронного облачка будет до известного пре­дела увеличиваться.

Максимальный анодный ток, при котором все электроны, выле­тающие с катода, попадают на анод, называется током насыщения Iн.

Кривая, показывающая зависимость анодного тока Ia от изменения напряжения на аноде Ua, при постоянном напряжении на­кала U_H, называется анодной характеристикой.

Если изменить полярность напряжения на аноде, т.е. к аноду подключить отрицательный потенциал, а к катоду - положительный, то электроны к аноду притягиваться не будут. Анодный ток в лампе прекратится (на графике левее точки 0). Следовательно, диод об­ладает односторонней проводимостью.

В радиолокационных станциях применяются различные типы дио­дов. Отличаются они друг от друга параметрами - постоянными ве­личинами, характеризующими электрические свойства, присущие дан­ному типу лампы.

Из анодной характеристики можно определить два основных его параметра (слайд 10): крутизну характеристики S и внутреннее со­противление Ri.

Крутизной характеристики (S) называется величина, показывающая, на сколько миллиампер изменится анодный ток, если анодное напряжение изменить на один вольт (при неизменном напряжении накала).

У диодов различных типов крутизна характеристики колеблет­ся в пределах 0,25-7,0 мА/В.

Внутреннее сопротивление переменному току Ri (Ом) представ­ляет собой отношение приращения анодного напряжения и вызванно­го им приращения анодного тока

Внутреннее сопротивление диода является величиной, обрат­ной крутизне характеристики. Чтобы получить Ri в омах, необхо­димо брать в амперах. Чем меньше внутреннее сопротивление, том лучше диод работает в качестве выпрямителя.

Диоды в РЛС применяются в схемах выпрямителей переменного тока, детекторах.

Кроме указанных параметров крутизна характеристики и внутреннее сопротив­ления диоды, применяемые в выпрямителях, характеризуются еще следующими параметрами: максимальным обратным напряжением и мощностью, рассеиваемой анодом.

Максимальное обратное напряжение Uобр - это такое наиболь­шее отрицательное относительно анода и положительное относитель­но катода напряжение, которое диод выдерживает без пробоя.

Мощность, рассеиваемая анодом: Ра = Uа*Iа выделяется вследствие бомбардировки анода электронами. При выделении мощ­ности, превышающей допустимую, анод нагревается докрасна и может расплавиться.

Третий учебный вопрос.