КАФЕДРА
Стремительное развитие микро- и наноэлектроники, микропроцессорной техники и других новшеств, ознаме-
новавших собой рубеж веков, все дальше уносит нас от привычных любому радиоинженеру и радиолюбителю элек-
тронных устройств, состоящих их множества дискретных деталей - резисторов, конденсаторов, транзисторов
и т.п., в мир сверхбольших интегральных схем и цифровых потоков. Однако совершенно неправильным было бы
считать, что дни дискретных транзисторов и даже электронных ламп окончательно сочтены. Любой мало-маль-
ски “грамотный" инженер должен четко осознавать, что в любой, даже самой современной технике, всегда найдет-
ся место как высоким технологиям, так и классическим решениям, поскольку ни одно новшество никогда не в силах
решить все задачи сразу. Одним из подобных заблуждений, безусловно, можно назвать тенденцию практически
полного отказа от применения в радиоэлектронной технике электровакуумных приборов - электронных ламп.
_
Р. И В А Н Ю Ш К И Н ,
О
б
э л е к т р и ч е с к о м
т о к е
В ВАКУУМЕ И ВАКУУМНЫХ ДИОДАХ
На сегодняшний день можно на-
звать по крайней мере два направле-
ния, где использование электронных
ламп в качестве усилительных прибо-
ров не только оправданное, но и часто
наиболее целесообразное решение.
Первым из этих направлений явля-
ется построение мощных каскадов ра-
диопередатчиков. Действительно, на
сегодняшний день любую необходимую
от
радиопередатчика
мощ ность
(вплоть до единиц мегаватт) возможно
получить, применив в оконечном кас-
каде всего одну-две электронных лам-
пы, в то время как полезный эффект
наиболее мощных транзисторов не
дотягивает и до одного киловатта. При
необходимости получения мощностей
в десятки-сотни киловатт применение
электронных ламп гораздо целесооб-
разнее, нежели использование схем
сложения мощностей огромного коли-
чества транзисторных модулей, приме-
нение которых при таких мощностях не
даст выигрыша ни в массогабаритных,
ни в энергетических показателях, не го-
воря уже об огромном проигрыше в се-
бестоимости подобного “динозавра”.
Более того, ламповый передатчик го-
раздо менее чувствителен к рассогла-
сованию с антенной и кратковремен-
ным перегрузкам, нежели транзистор-
ный. Во многом именно по этим причи-
нам многие радиолюбители до сих пор
предпочитают именно ламповые пере-
датчики и усилители, даже при, каза-
лось бы, низких выходных мощностях.
Другим направлением, где и по сию
пору активно применяются и будут при-
меняться электронные лампы, являют-
ся усилители звуковой частоты повы-
шенного качества, часто называемые
как High-End. На первый взгляд, харак-
теристики электронных ламп ничуть не
более линейны, нежели характеристи-
ки транзисторов, а часто даже и наобо-
рот. Тем не менее, ухо придирчивого
слушателя чаще всего отдает предпоч-
тение звучанию именно лампового уси-
лителя. По всей видимости, нелиней-
ные искажения, создаваемые лампо-
вым усилителем, гораздо менее чув-
ствительны человеческому слуху, неже-
ли искажения, создаваемые транзис-
торным усилителем. В силу этого, лам-
повые каскады усиления удается стро-
ить без применения обратных связей,
вводимых как раз для уменьшения ис-
кажений, вносимых за счет нелинейно-
сти усилительных элементов.
Также не следует забывать о том,
что к электровакуумным приборам от-
носятся еще и осциллографические и
телевизионные трубки, далеко еще не
изжившие себя, не смотря на бурное
внедрение плоских панелей, произо-
шедшее за последнее время.
В силу вышесказанного, любой ува-
жающий себя радиоинженер и радио-
любитель должен иметь четкое пред-
ставление об устройстве и работе элек-
тровакуумных приборов. Однако, в
силу тенденций к вытеснению элект-
ронных ламп, особенно наблюдавшей-
ся в 80.
..90-е годы ушедшего столетия,
в относительно свежей технической ли-
тературе эти вопросы освещались
крайне скудно, либо не освещались
вовсе. Для того, чтобы по мере своих
скромных сил и возможностей загла-
дить этот пробел, мы начинаем серию
статей об электровакуумных приборах
на страницах нашей рубрики.
В основе работы любых электрон-
ных ламп, электронно-лучевых трубок
(осциллоскопов, кинескопов, видико-
нов) и ряда других приборов, лежит
протекание тока в вакууме. Казалось
бы, вакуум является идеальным диэ-
лектриком, и электрический ток через
него протекать никак не может. Однако
в реальной жизни все бывает по друго-
му. Природа существования тока в ва-
кууме обусловлена в первую очередь
физическим явлением, называемым
термоэлектронной эмиссией. Суть его
в том, что при разогреве металличес-
кой пластины, находящейся внутри
баллона, из которого откачан воздух,
происходит отрыв электронов от повер-
хности пластины. При нагреве, как из-
вестно, кинетическая энергия хаотичес-
ки движущихся частиц возрастает, и при
определенной температуре энергии
электронов оказывается достаточно
для того, чтобы преодолеть действие
сил, удерживающих свободные элект-
роны в металле. Покидая поверхность
металла, электрон совершает работу,
называемую работой выхода. Для сни-
жения величины этой работы пластину
часто покрывают специальными при-
месями - солями бария, тория, различ-
ными оксидами.
Однако для существования тока в
вакууме наличие только одной лишь
эмиссии электронов недостаточно.
Представим себе лампочку от карман-
ного фонарика, к которой подключена
батарейка
(рис. 1).
При протекании по
этой цепи электрического тока нить
лампочки сильно разогревается, и элек-
троны, преодолевая работу выхода,
вырываются из нее в окружающее про-
странство внутри баллона. Однако эти
электроны никуда от нити не разлета-
ются, поскольку нет силы, которая зас-
тавила бы их двигаться в каком-либо
направлении в сторону от нити. Сама
же нить частично притягивает электро-
ны обратно на себя, поскольку, теряя
отрицательный заряд в виде вырвав-
шихся из нее электронов, нить заряжа-
ется положительно. Таким образом,
одни электроны покидают нить, преодо-
левая работу выхода, а другие притя-
12
12/2003
предыдущая страница 13 Радиолюбитель 2003-12 читать онлайн следующая страница 15 Радиолюбитель 2003-12 читать онлайн Домой Выключить/включить текст