|
Анод лампы принимает на себя поток электронов. Происходит электронная бомбардировка анода, от которой он нагревается. Кроме того,
анод нагревается от теплового излучения катода. В установившемся режиме количество теплоты,
выделяющееся на аноде, равно количеству теплоты, отводимому от анода.
Важно, чтобы анод не нагревался выше предельной температуры. При перегреве из анода могут выделяться газы, и тогда ухудшается
вакуум. Возможно даже расплавление анода от чрезмерного перегрева. Кроме того, раскаленный анод испускает тепловые лучи,
которые могут вызвать перегрев катода.
У ламп малой мощности и большинства ламп средней мощности анод имеет лучистое охлаждение. Теплота отводится излучением
анода. Для усиления теплового излучения увеличивают площадь поверхности анода (часто снабжают ребрами) и делают ее черной
или матовой. В лампах средней и большой мощности иногда применяется принудительное охлаждение потоком воздуха. Вывод анода
снабжается радиатором, который обдувается вентилятором. У ламп большой мощности применяется также принудительное охлаждение
анода проточной водой.
Различные конструкции сеток (цилиндрическая, плоская и др.) показаны на рис. 15.9.
Работа ламп ухудшается, если сетка, нагреваясь от накаленного катода, начинает испускать термоэлектроны. Для устранения
этого явления проводники сетки покрывают слоем металла с большой работой выхода, например золота.
Чтобы эффективно управлять электронным потоком, сетку располагают очень близко к катоду.
Вакуум в лампах необходим прежде всего потому, что накаленный катод при наличии воздуха сгорит. Кроме того, молекулы
газов не должны мешать свободному полету электронов. Высокий вакуум в лампах характеризуется давлением менее 100 мкПа. Если
вакуум недостаточный, то летящие электроны ударяют в молекулы газов и превращают их в положительные ионы, которые бомбардируют
и разрушают катод. Ионизация газов увеличивает также инерционность и нестабильность работы лампы и создает дополнительные шумы.
Рис. 15.9. Конструкции сеток в триоде
Предварительную откачку воздуха производят форвакуумными насосами, затем продолжают высоковакуумными насосами. Кроме
того, обезгаживают электроды путем нагрева их до красного каления. Лампу помещают в переменное магнитное поле, индуцирующее
в электродах вихревые токи, которые разогревают металл.
Для улучшения вакуума в лампу помещают газопоглотитель (геттер), например кусочек магния или бария. При разогреве лампы
указанным выше индукционным способом газопоглотитель испаряется и после охлаждения оседает на стекле баллона, покрывая его
зеркальным слоем (магний) или коричневато-черным (барий). Этот слой поглощает газы, которые могут выделиться из электродов
в процессе работы лампы.
Размеры баллона лампы зависят от ее мощности. Чтобы температура баллона не стала недопустимо высокой, увеличивают площадь
его поверхности. Наиболее часто применяют стеклянные баллоны, но у керамических значительно выше термостойкость и механическая
прочность.
Металлические (стальные) баллоны имеют большую прочность и обеспечивают хорошее экранирование лампы от внешних электрических и
магнитных полей. Но они сильно нагреваются, и это приводит к перегреву электродов.
В последние годы выпуск ламп с металлическими баллонами прекращен.
В лампах старого типа электроды укреплены на стеклянной ножке в виде трубки, сплющенной на одном конце (рис. 15.10, а).
В эту ножку впаяны проволочки из металла, имеющего одинаковый со стеклом температурный коэффициент расширения. Концы выводных
проволочек приварены к проводникам, идущим к контактным штырькам цоколя.
Держатели электродов крепятся в слюдяных или керамических пластинах-изоляторах, благодаря чему фиксируется расстояние
между электродами (рис. 15.10, б).
У ламп пальчиковой серии и ряда других электроды монтируются на плоской ножке, представляющей собой утолщенное стеклянное
основание баллона. В ножку впаяны проводники (рис. 15.10, в), которые снаружи выполняют роль контактных штырьков, а внутри
лампы являются держателями электродов. Катод прямого накала обычно натягивается с помощью пружинки (рис. 15.10, г), чтобы
он не провисал при удлинении от нагрева.
В лампах имеются еще некоторые вспомогательные детали. К ним относятся держатели для геттера, электростатические экраны,
устраняющие емкостные токи между отдельными часгями лампы или защищающие лампу от воздействия внешних электрических полей.
Рис. 15.10. Крепление электродов и их выводов в стеклянных лампах
Особое внимание уделяется точности сборки и прочности крепления электродов. Но все же существует разброс электрических
свойств между отдельными экземплярами ламп данного типа. Он объясняется неоднородностью деталей, их случайными деформациями
при сборке, неточностью сборки, неодинаковостью эмиссии катодов у различных экземпляров ламп и другими причинами.
Система выводов от электродов, служащая для подключения лампы к схеме, называется цоколевкой лампы. Стеклянные
лампы с цоколем имеют восемь штырьков, расположенных в вершинах правильного восьмиугольника (рис. 15.11, а). В центре цоколя
находится ключ, т. е. более длинный штырек с выступом, обеспечивающий правильную установку лампы. Штырьки принято
нумеровать по часовой стрелке от выступа на ключе. Электростатический экран, имеющийся внутри некоторых ламп, соединен с
одним из штырьков. У различных ламп электроды соединяются с разными штырьками. Схемы цоколевки приводятся в справочниках.
При анодных напряжениях в сотни вольт все электроды имеют выводы на цоколь. А у ламп на напряжения в тысячи вольт вывод анода часто
находится наверху баллона.
Рис. 15.11. Цоколевка ламп
Выводы электродов у пальчиковых ламп сделаны в виде семи, или девяти, или десяти заостренных проводников, впаянных в
плоскую ножку и расположенных соответственно в вершинах правильного многоугольника (рис. 15.11,6). Сверхминиатюрные бесцокольные
лампы имеют выводы от электродов в виде проволочек. У мощных ламп выводы от электродов часто делают в разных местах баллона
и на удалении друг от друга, так как напряжения между этими выводами могут быть значительными.
|
