ЯК ПРАЦЮЄ ДИОД
Найпростішою радіолампах - діодом - може стати будь-яка лампа розжарювання, якщо всередину її балона впаяти металеву пластинку з висновком назовні (рис. 217) і видалити з балона повітря. Щоб розігріти її нитка розжарення, підключимо до її висновків батарею напруження GBH. Утворюється ланцюг напруження. Другу батарею, але з більш високою напругою, з'єднаємо негативним полюсом з одним з висновків нитки напруження, а позитивним полюсом - з анодом. Утворюється другий ланцюг - анодная, що складається з ділянки катод - анод, анодної батареї і сполучних провідників. Якщо включити в неї міліамперметр, стрілка приладу вкаже на наявність струму в цьому ланцюзі.
У тебе, природно, може виникнути питання: чому в анодному ланцюзі тече струм? Адже між катодом і анодом немає електричного з'єднання.
Відповідаю: підключивши анодний батарею, ми тим самим створили на аноді позитивний заряд, а на катоді - негативний.
Мал. 217. Якщо в лампу розжарювання ввести анод і видалити з балона повітря, вона перетвориться в найпростішу електронну лампу-діод
Між ними виникла електричне поле, під дією якого електрони, що випускаються катодом, спрямовуються до позитивно зарядженого анода. А катод залишають інші електрони, які також летять до анода. Досягнувши анода, електрони рухаються по з'єднувальним провідникам до позитивного полюса анодної батареї, а надлишкові електрони з негативного полюса батареї течуть до катода. Освіта в анодному ланцюзі діода потоку електронів можна порівняти з таким явищем. Якщо над киплячою водою помістити кришку каструлі або тарілку, то пара, що утворилася буде на ній охолоджуватися і «згущуватися» в крапельки води. За допомогою воронки ми можемо цю воду повернути в каструлю. Виходить як би замкнутий ланцюг, по якій рухаються частинки води.
Струм анодному ланцюзі називають анодним струмом, а напруга між анодом і катодом лампи - анодною напругою. Поряд з терміном «анодное нанапряженіе» застосовують також терміни «напруга на аноді», «напруга анода». Всі ці терміни рівнозначні: вони мають на увазі напруга, що діє між анодом і катодом. Якщо полюси анодної батареї або іншого джерела струму приєднані безпосередньо до катода або анода лампи, то анодна напруга буде дорівнює напрузі джерела струму.
Отже, двохелектродна електронна лампа, як і напівпровідниковий діод, має властивість односторонньої провідності струму. Але вона на відміну від полуповоднікового діода пропускає через себе тільки прямий струм, тобто ток тільки в одному напрямку - від катода до анода.
У зворотному напрямку, т. Е. Від анода до катода, струм йти не може. В цьому відношенні радиолампа, безперечно, перевершує напівпровідниковий діод, через який тече невеликий зворотний струм.
Що впливає на значення анодного струму діода? Якщо катод має постійний напруження і випромінює безперервно одне і те ж кількість електронів, то анодний струм залежить тільки від анодної напруги. При невеликому анодній напрузі анода досягнутий лише ті електрони, які в момент вильоту з катода володіють найбільш високими швидкостями. Інші, менш «швидкі» електрони залишаться біля катода. Чим вище анодна напруга, тим більше електронів притягне до себе анод, то більша буде анодний струм. Однак не слід думати, що підвищенням анодної напруги можна нескінченно збільшувати анодний струм. При деякому досить високому анодній напрузі всі електрони, що випромінюються катодом, будуть потрапляти на анод і при подальшому збільшенні напруги на аноді анодний струм перестає рости. Це явище називають насиченням анода.
Збільшити емісію катода можна підвищенням напруги напруження. Але при цьому тривалість життя лампи різко зменшується, а при надмірно великому напруженні напруження катод швидко втрачає емісію або зовсім руйнується.
А що відбувається в анодному ланцюзі анода, коли в ній діє змінна напруга?
Звернемося до рис. 218. Тут, як і в попередньому прикладі, катод діода розжарюється струмом батареї GBH. На анод лампи подається перменная напруга, джерелом якого служить вторинна (II) обмотка мережевого трансформатора Т.
Мал. 218. Діод випрямляє змінний струм
У цьому випадку напруга на аноді періодично змінюється за значенням і знаку (рис. 218, а). А так як діод має однобічну електропровідністю, струм через нього йде тільки при позитивному напружень на його аноді. Говорячи іншими словами, діод пропускає позитивні напівхвилі (рис. 218,6) і не пропускає негативних напівхвиль перменная струму. В результаті в анодному ланцюзі тече струм одного напрямку, але пульсуючий з частотою перменная напруги на аноді. Відбувається випрямлення змінного струму - явище, знайоме тобі по роботі напівпровідникового діода.
Якщо в анодний ланцюг включити резистор навантаження, через нього також буде текти випрямленний діодом струм. При цьому на виведення резистора, з'єднаному з катодом, буде плюс, а на іншому висновку - мінус випрямленої напруги. Ця напруга, що створюється на резисторі, може бути згладжено фільтром випрямляча і подано в іншу ланцюг, для живлення якої необхідний постійний струм.
Лампи, які призначаються для роботи в випрямлячах, називають кенотрон.
Двохелектродні лампи можна використовувати не тільки для випрямлення змінного струму, але і для детектування модулювання коливань РЧ.