Электронные лампы это кратко
Обновлено: 18.05.2024
ЭЛЕКТРО́ННАЯ ЛА́МПА, электровакуумный прибор , действие которого основано на управлении потоком электронов, движущихся в вакууме, электрич. полем, формируемым с помощью электродов . Э. л. предназначены гл. обр. для усиления, модуляции, детектирования, выпрямления и генерирования электрич. колебаний на частотах до нескольких ГГц. По числу электродов делятся на диоды, триоды, тетроды, пентоды и т. д.; по способу подогрева катода – на лампы прямого накала и косвенного; по конструкции – на стеклянные лампы с цоколем и без него (т. н. пальчиковые), металлич., металлостеклянные и металлокерамические. В зависимости от уровня выходной мощности различают приёмно-усилительные лампы (выходная мощность, как правило, не выше 10 Вт) и генераторные лампы (от 10 Вт до нескольких МВт).
Это электровакуумные приборы, действие которых основано на использовании движения электронов в вакууме, происходящем практически без столкновения с атомами газа. Такие электровакуумные приборы называют электронными. Помимо них широкое применение находят электровакуумные приборы, в которых электрический разряд происходит в газе. Такие приборы называются ионными.
Для получения потока свободных электронов в таковых приборах используется явление электронной эмиссии . По ней понимают выход свободных электронов за пределы поверхности материала. Электронная эмиссия возникает под влиянием определенных условий, возбуждающих электроны в материале электрода (катода).
Двухэлектронная лампа (диод) – является простейшим электровакуумным электронным прибором. Он представляет собой стеклянный, металлический или керамический герметически запаянный баллон, из которого выкачан воздух и внутри которого помещаются два электрода – катод и анод. При нагревании катода возникает термоэлектронная эмиссия (испускание электронов при нагреве катода).
Кроме катода и анода радиолампы могут быть снабжены дополнительными электродами – вторыми анодами и сетками (управляющими, экранирующими). Как было сказано выше, катод является источником электронов. Анод принимает основной поток электронов лампы и может этим потоком управлять.
В трехэлектронной лампе (триоде) – между катодом и анодом помещается третий электрод – сетка в виде переплетения тонких проволочек или цилиндрической спирали, сквозь которую могут пролетать электроны. Сетка в триоде играет очень важную роль, сеё помощью можно управлять электронным потоком, идущим от катода на анод, то есть изменять величину анодного тока, поэтому она называется управляющей. Управляющие свойства сетки основаны на изменении напряжения, приложенного между катодом и сеткой.
В связи с тем, что управляющая сетка расположена ближе к катоду, чем анод, напряжение на управляющей сетке сильнее влияет на величину анодного тока, чем напряжение на аноде. Это позволяет применять триоды в качестве усилительных ламп.
Для уменьшения паразитной емкости между анодом и управляющей сеткой служит вторая сетка – четвертый электрод, применяемый в четырехэлектродной лампе – тетроде . Эта сетка называется экранирующей. Она находится под постоянным положительным напряжением. Не препятствуя движению электронов к аноду, экранирующая сетка уменьшает влияние паразитной емкости между анодом и управляющей сеткой. Если анодное напряжение в некоторые моменты оказывается ниже напряжения на экранирующей сетке, возникает так называемый динатронный эффект – попадание вторичных электронов на экранирующую сетку. Это является существенным недостатком тетродов.
В пятиэлектродной лампе – пентоде – этот эффект устраняется при помощи специальной защитной сетки между анодом и экранирующей сеткой, которая соединена накоротко с катодом. Иногда такую сетку называют пентодной.
Электро́нная ла́мпа, радиола́мпа — электровакуумный прибор (точнее, вакуумный электронный прибор), работающий за счёт управления интенсивностью потока электронов, движущихся в вакууме или разрежённом газе между электродами.
Радиолампы массово использовались в XX веке как активные элементы электронной аппаратуры (усилители, генераторы, детекторы, переключатели и т. п.). В настоящее время из этой области практически полностью вытеснены полупроводниковыми приборами. Иногда электровакуумные приборы ещё применяются в мощных высокочастотных и сверхвысокочастотных передатчиках и в аудиотехнике высокого класса.
Электронные лампы, предназначенные для освещения (лампы-вспышки, ксеноновые лампы, ртутные и натриевые лампы), радиолампами не называются и обычно относятся к классу осветительных приборов.
Электронно-лучевые приборы основаны на тех же принципах, что и радиолампы, но, помимо управления интенсивностью электронного потока, также управляют распределением электронов в пространстве и потому выделяются в отдельную группу. Также в отдельную группу выделяют СВЧ-электровакуумные приборы, основанные на взаимодействии электронного потока с электромагнитным полем в таких приборах как магнетрон, клистрон и др.
Электронная лампа, упрощенно называемая радиолампой, является разновидностью вакуумного электронного оборудования. В принцип действия радиоламп заложено управление направленным потоком электронов, движущихся в вакуумной среде между несколькими электродами.
Радиолампа по своей конструкции представляет собой герметически запаянный сосуд-баллон, внутри которого размещены тонкие металлические детали, называемые электродами, количество которых зависит от типа лампы.
Катод электронной лампы
Катод – это разогретый проводник подключённый к отрицательному полюсу источника питания, который при накаливании начинает испускать электроны. Процесс выбега электронов из катода за счет его нагрева носит название термоэмиссии, а ток, возникший в результате этого процесса, называется током термоэмиссии.
В зависимости от способа накаливания катоды подразделяются на два типа: накала прямого и накала косвенного. Катод с прямым накалом – это тугоплавкая металлическая нить высокого сопротивления, изготавливаемая, как правило, из вольфрама. Разогрев катода осуществляется пропусканием непосредственно через него электрического тока.
Электронные лампы прямого накаливания требуют меньшего времени для выхода в рабочий режим при малом потреблении мощности, однако отличаются относительно небольшим сроком службы. У ламп подобного типа нагрев катода осуществляется постоянным током в следствии чего они не всегда применимы для питания переменным током.
Электронные лампы у которых устройство накала катода представляет собой металлический цилиндр предназначенный для испускания электронов, внутрь которого помещена нагревающая нить, носит название радиоламп косвенного накаливания.
Анод электронной лампы
В конструкцию радиолампы включен и положительный электрод – анод, потенциал которого противоположен потенциалу катода.
Конструкция анода представляет собой пластину или коробочку, окружающую катод с сеткой, имеющей цилиндрическую или прямоугольную вытянутую форму.
Сетка электронной лампы
Устройство усиливающих электронных ламп, предусматривает наличие дополнительных электродов, расположенные между катодом и анодом. Функциональное назначение дополнительных электродов предполагает возможность управления потоком электронов в направлении от отрицательного электрода к положительному. Эти дополнительные электроды и носят название сеток.
Конструкция сеток электронных ламп представляет собой решетку, составленную из несущих элементов (траверс), на которые навита тонкая проволока или проволочная спираль.
Использование электронных ламп
Электронным лампам была отведена главенствующая роль при создании первых радиоприемников. В процессе совершенствования радиовещательного и телевизионного оборудования они были заменены на полупроводниковые приборы.
В настоящее время радиолампы находят свое применение в мощных электронных устройствах, где они не имеют альтернативы.
Электронные лампы устанавливаются в мощных радиопередатчиках и других устройствах, использование которых предполагает надежную и стабильную работу в жестких условиях эксплуатации.
Радиолампы устанавливаются в сверхмощных усилителях радиосигналов и в специальной аппаратуре военного назначения, так как они способны сохранять устойчивое функционирование при воздействии электромагнитного импульса ядерного взрыва, в отличие от транзисторной аппаратуры.
Электровакуумное и полупроводниковое оборудование не противопоставляются друг другу, так как каждое из них имеет свои специфические достоинства и недостатки.
Работы, направленные на усовершенствование электронного оборудования, предполагают внедрение катодов, не требующих предварительного нагрева для возникновения термоэмиссии электронов.
Читайте также: