收信放大管

  作者:dolphin 时间:2017-04-13

收信放大管
在二极管的阳极和阴极之间加装几个电极(栅极)就成了多极管。若加装一个电极就成为三极管,加装二个电极成为四极管(通常为束射管)。加装三个电极成为五极管。这些多极管的主要用途是收信放大、检波、振荡、变频、调频、调制、解调等。
一、三极管
1.三极管的放大作用
图1是收信放大管的结构及符号图,栅极用符号g表示,栅极具有控制阳极电流ia的作用。由于栅极与阴极之间的距离较阳极与阴极间的距离近得多,所以栅极对阴极发射电子的影响也较阳极的影响大得多,即是说栅极控制电子的能力要比阳极大得多,栅压ug有多少量的变化,就能引起阳极电流ia发生较大的变化,这就是三极管具有放大作用的原因。

图1三极管结构及符号
2.三极管的静态特性曲线
(1)阳极特性曲线,指栅压ug为常数时,阳极是电流ia与阳极电压ua的变化关系曲线,采用图2的线路可测出在极管阳极特性曲线,图3表示6N8P的阳极特性曲线簇。

图2、测量三极管静态特性曲线的电路
从阳极特性的曲线簇可以看出:
1)它的每条曲线形状和二极管的行性曲线相似,栅压愈负,曲线愈向右移。这是因为栅压为负进,只有当阳极电压增加到能够抵消在阴极附近产生的排斥电场以后,才会产生阳极电流。
2)特性曲线的大部分是彼此平行的直线,间隔也比较均匀,但在阳极电流较低的部分,曲线显得弯曲。
3)从图中还可以看出,栅压电流可变化4毫安,若栅压保持---8伏不变,要使阳极电流变化4毫安,则阳极电压应变化40伏才行,这说明书栅压对阳极电流的控制作用是阳极电压控制作用的20倍。
(2)阳栅特性曲线,指阳极电压为常数时,阳极电流ia与栅压ug的变化关系曲线。
仍用图2测量阳栅特性曲线。只要把阳极电压ua固定在某一数值上,然后一条阳栅特性曲线,在不同的阳极电压下作出很多条曲线就组成特性曲线簇。图4为6N8P阳栅特性曲线簇。

图3、6N8P阳极特性曲线

图4、6N8P阳栅特性曲线
从曲线簇可以看出:
1)在阳极电压为定值时,随着负栅压的增加,阳极电流减小。当负栅压增加到某一个数值时,阳极电流减小到零,这时称为阳极电流截止,对应的栅压称为截止栅压。
2)阳极电压越高,特性曲线越往左移,这是因为阳极电压越高,要使阳极电流截止的负栅压也越大。
3)从图中还可看出栅压变化对阳极电流的变化影响很大。
3.三极管的参数
(1)跨导
跨导的定义是:在阳压保持不变时,栅压ug在某一工作点上变化一个增量△ug,将引起阳极流ia相应地弯化一个增量△ia,比值△ia/△ig称为跨导,用符号S表示,即:
S=[△ia/△ig|ua(固定)](毫安/伏)
跨导具有电导的性质,其物理意义是:在阳压固定不变的条件下,当栅压变化1伏时,阳流变化了多少毫安。它表明栅压控制阳流的能力,跨导越大,栅压控制阳流的能力就越强。
电子管的跨导可以从已知的阳栅特性曲线簇上求出。特性曲线的不同部分的跨导值是不一样的。曲线越陡(即斜率越大)跨导就越大,所以在特性曲线的直线部分,跨导最大,而且各点跨导差不多相同,因此,电子管手册中给出的跨导,都是指直线部分的跨导值,一般三极管的跨导值约为2~10(毫安/伏)
(2)内阻
内阻的定义是:在栅压保持不变时,阳压ua在某一工作点上弯化一个增量△ua,将引起阳流相应地变化一个增量△ia,比值△ua/△ia称为内阻,用符号Ri表示,即:
Ri=[△ua/△ia|ig(固定)](欧姆)
当ia为毫安,ua为伏时,则Ri为千欧。
内阻的物理意义是:在栅压保持不公的条件下,阳流变化1毫安,阳压需要变化多少伏,这表明了阳极对阳流的控制能力,内阻越小,阳压控制阳流的能力就越强。
内阻也可以从阳极特性曲线上求出,由于电子管的阳极特性曲线不是直线,所以曲线上各点的内阻值也不相同,曲线越陡(即斜率越大)时,内阻越小,曲线越平直(即斜率越小)则内阻越大,一般三极管内阻值为500欧至100千欧之间。
(3)放大系数
放大系数的定义是:阳压变化一个增量△ua为了保持阳流不变,栅压ug必须相应地变化一个△ug,△ua与△ug比值的绝对值,称为放大系数,用符号μ表示,即:
μ=△ua/△ug|ia(固定)
放大系数没有单位,它表明栅压对阳流的影响比阳压对阳流的影响大多少倍,一般三极管的放大系数在5~100之间。
(4)三个参数之间的关系
电子管的三个参数S、Ri和μ三者之间有一定的关系,这个关系可用下式求得:根据Ri的定义:Ri=△ua/△ia,因为增量△ua与△ia一定是同符号的,所以
Ri=△ua/△ia=|△ua/△ia|
又根据S的定义:S=△ia/△ua增量△ia与△ug也是同符号的,所以
S=△ia/△ia=|△ia/△ug|
把Ri与S相乘可得
RiS=|△ua/△ia|×|△ia/△ug|=△ua/△ig=μ(倍)
则μ可以写成
μ=RiS
这个方程称为电子管的内部方程。它表示电子管的三个参数之间的相互关系,即放大系数等于内阻与跨导的乘积。
4.三极管的极间电容及其影响
电子管的电极是由金属制成的,并被介质-------真空所隔开,因此,各电极之间存在着电容,这些电容叫做极间电容。
三极管有三个极间电容,如图5所示,栅极和阴极之间的电容Cgk叫做输入电容,阳极和阴极之间的电容Cak叫做输出电容,阳极和栅极之间的电容Cag叫做跨路电容,各个极间电容量大致在1~20皮法范围内。

图5、三极管的极间电容
电子管的极间电容对电子管电路的工作性能有影响,影响最大的是跨路是电容Cag,特别是在高频工作时,由于Cag的容抗下降,阳极回路的交流电压通过它反馈回栅极,使电路工作变得极不稳定,甚至产生自激。Cgk和Cak对电路性能的影响不显著。

关键词: 放大 曲线 特性 电子 ia 之间

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