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三极管

第13章 - 电子管

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De Forest的审计管被称为三极管,因为它有三个元素:灯丝,网格和板(就像名称二极管中的“DI”是指两个元素:灯丝和板)。后来二极管管技术的开发导致电子发射器的改进:代替直接使用灯丝作为发光元件,可以通过细丝加热另一个称为阴极的金属条带。

这种改进是必要的,以避免作为电子发射器的白炽灯丝的一些不期望的效果。首先,灯丝经历其长度的电压降,因为电流克服了抵抗性灯丝材料并消散热能。这意味着沿着灯丝线的长度和管中的其他元件的不同点之间的电压电位不恒定。出于这种方式和类似的原因,用作加热灯丝线的电源的交流电流倾向于在管道的其余部分中引入不需要的AC“噪声”。此外,薄灯丝的表面积最多限制,并且电子发射元件上的有限表面积倾向于放置对管的电流承载能力的相应限制。

阴极是薄金属缸装配在细丝的绞合线上。阴极滚筒将被丝线加热到足以自由地发射电子,而无需实际承载加热电流的不希望的副作用,随着灯丝线必须。带有间接加热阴极的三极管的管符号如下所示:


由于除了几种类型的真空管外,灯丝是必需的,因此在符号中通常省略以简单起见,或者它可以包括在图中,而是没有绘制的电源连接:


示出了简单的三极管电路以说明其基本操作作为放大器


连接在网格和阴极之间的低压AC信号交替地抑制,然后增强阴极和板之间的电子流。这导致了变化电压在电路的输出上(板和阴极之间)。与板电路中的电压和电流的变化相比,管网格上的AC电压和电流幅度通常非常小。因此,三极管用作输入交流信号的放大器(采用从右侧的大型DC源供应的高压,高电流DC电力,并通过管的受控电导率计算它。

在三极管中,来自阴极到板的电流量(“受控”电流是栅极 - 阴极电压(控制信号)和板到阴极电压的函数(可用于推动电子的电动势通过真空。遗憾的是,这些独立变量都没有对通过器件的电流量(通常简称为“板电流”)具有纯线性影响。也就是说,三极管电流不一定以直接响应,对施加的电压的比例方式。

在该特定放大器电路中,将非线性复合,作为板电压(相对于阴极)随着链电流由管子节流而改变电网电压(也相对于阴极)。结果将是输出电压波形,其并不精确地类似于输入电压的波形。换句话说,三极管管的奇迹和该特定电路的动态将扭曲波形。如果我们真的想复杂,我们可以说,管通过无法完全再现输入波形来引入谐波。

三极管行为的另一个问题是杂散电容的问题。请记住,随着绝缘介质,我们有两个导电表面,a电容器将形成。这两个导电表面之间的任何电压将在该绝缘区域内产生电场,可能将能量储存在电路中。这种情况是在网格和板之间有问题的。就好像在管中的元件对之间有微小的电容器:



现在,这种杂散电容非常小,而且反应性通常是阻抗高的。通常,除非透视频率正在处理射频。正如我们用De Forest的审计管道所看到的,收音机可能是这项新技术的主要应用,因此这些“微小”电容变得不仅仅是一个潜在的问题。管技术中的另一个改进是必要的,以克服三极管的局限性。