Вітчизняна експортна радиолампа 6550C
Електронна лампа. радиолампа - електровакуумний прилад (точніше вакуумний електронний прилад), робота якого здійснюється за рахунок зміни потоку електронів. які рухаються у вакуумі або розрідженому газі між електродами.
Електронно-променеві прилади (кінескопи. Передавальні телевізійні трубки і т. П.), Є особливим чином влаштованими електронними лампами.
Електронні лампи, призначені для освітлення (лампи-спалахи, ксенонові лампи, ртутні і натрієві лампи), радиолампами не називаються і зазвичай ставляться до класу освітлювальних приладів.
Принцип дії
Вакуумні електронні лампи з підігрівом катодом
- В результаті термоелектронної емісії електрони залишають поверхню катода.
- Під впливом різниці потенціалів між анодом і катодом електрони досягають анода і утворюють анодний струм у зовнішній ланцюга.
- За допомогою додаткових електродів (сіток) здійснюється управління електронним потоком шляхом подачі на ці електроди різного електричного потенціалу.
У вакуумних електронних лампах наявність газу погіршує характеристики лампи.
Газонаповнені електронні лампи
Основним для цього класу пристроїв є потік іонів і електронів в газі, що наповнює лампу. Потік може бути створений, як і в вакуумних пристроях, термоелектронної емісією, а може створюватися освітою електричного розряду в газі за рахунок напруженості електричного поля.
У 1883 році Едісон намагався збільшити термін служби освітлювальної лампи з вугільною ниткою розжарювання. Він ввів в балон лампи, з якої відкачано повітря, металевий електрод. До висновку впаянного електроду і одному з висновків розжареної електричним струмом нитки він під'єднав батарею і гальванометр. Стрілка гальванометра відхилялася, коли до електроду під'єднувався плюс батареї, а до нитки - мінус. При зміні ж полярності струм в ланцюзі припинявся.
Цей експеримент привів Едісона до фундаментального наукового відкриття, яке є основою роботи всіх електронних ламп і всієї електроніки до напівпровідникового періоду. Це явище згодом отримало назву термоелектронна емісія.
У 1905 році цей «ефект Едісона» став основою британського патенту Джона Флемінга на «прилад для перетворення змінного струму в постійний» - першу електронну лампу, яка відкрила століття електроніки.
У 1906 році американський інженер Лі де Форест ввів в лампу третій електрод - сітку (і, таким чином, створив триод). Така лампа могла вже працювати як підсилювач коливань, а з 1913 року на її основі було створено автогенератор.
Навіть найменші лампи досить громіздкі в порівнянні з сучасної елементної базою
Вакуумні електронні лампи стали елементної базою ЕОМ першого покоління. Головним недоліком електронних ламп було те, що пристрої на їх основі були досить громіздкими. Для харчування ламп необхідно було підводити додаткову енергію для нагріву катода (саме він випускає електрони, необхідні для струму в лампі), а утворене ними тепло відводити. Наприклад, в перших комп'ютерах використовувалися тисячі ламп, які розміщувалися в металевих шафах і займали багато місця. Важила така машина десятки тонн. Для її роботи потрібна електростанція. Для охолодження машини використовували потужні вентилятори в зв'язку з виділенням лампами величезної кількості тепла.
Пік розквіту ( «золота ера») лампової схемотехніки припав на 1935-1950 роки.
конструкція
Елементи електронної лампи (пентода):
Нитка розжарення, катод, три сітки, анод. Вгорі - елементи кріплення і кільце з поглиначем залишків повітря.
Електронні лампи мають принаймні два електроди: катод і анод. Для того, щоб збільшити емісію електронів з катода, останній зазвичай додатково підігрівають - всередині катода розташовують нитка розжарення. такі лампи називаються лампами непрямого напруження, або використовують в якості катода саму нитку розжарення, такі лампи називають лампами прямого напруження.
Лампи прямого напруження споживають меншу потужність і швидше розігріваються, однак, зазвичай мають менший термін служби, при використанні в сигнальних ланцюгах вимагають живлення напруження постійним струмом, а в ряді схем незастосовні через вплив різниці потенціалів на різних ділянках катода на роботу лампи. Катоди ламп активують металами, мають малу роботу виходу електрона. У лампах прямого напруження для цього зазвичай застосовують торій. в лампах непрямого напруження - барій. Незважаючи на наявність торію в катоді, лампи прямого напруження не становлять небезпеки для користувача, оскільки його випромінювання не виходить за межі балона.
Між катодом і анодом розташовуються сітки. які служать для зміни потоку електронів і усунення різних шкідливих явищ, що виникають при русі електронів від катода до анода.
Сітки існують наступних видів:
- Керуюча сітка. зміною напруги на якій можна регулювати силу анодного струму лампи, тим самим змушуючи її посилювати сигнал;
- Екрануюча сітка, що усуває паразитне зв'язок між керуючою сіткою лампи і її анодом. Цю сітку з'єднують з позитивним полюсом джерела анодного живлення. Якщо висновок анода випадково відійде, через цю сітку може потекти ток значної сили, що призведе до пошкодження лампи. Для запобігання цьому явищу послідовно з екранує сіткою включають резистор опором в кілька кіло;
- Антидинатронна сітка, що усуває динатронний ефект, що виникає при прискоренні електронів полем екрануючої сітки. Протіводінатронную сітку з'єднують з катодом лампи, іноді таке з'єднання зроблено всередині балона лампи.
Блискуче напилення (геттер), яке можна бачити на склі більшості електронних ламп, виконує подвійну функцію - адсорбент залишкових газів, а також індикатор вакууму (багато видів геттера біліють при попаданні повітря в лампу в разі порушення її герметичності).
Металеві електроди (токовводи), що проходять через скляний корпус лампи, повинні бути узгоджені за коефіцієнтом теплового розширення з даною маркою скла і добре смачиваться розплавленим склом. Їх виконують з платини (рідко), платинита. молібдену і ін. [1]
Основні типи
Основні типи електронних вакуумних ламп:
сучасні застосування
радіостанція техніка
У потужних радіомовних передавачах (від 100 Вт до одиниць мегават) в вихідних каскадах застосовуються потужні і надпотужні лампи з повітряним або водяним охолодженням анода і високим (більше 100 А) струмом напруження.
Військова промисловість
Через принципу дії електронні лампи є пристроями, значно більш стійкими до таких вражаючих факторів, як електромагнітний імпульс. Для інформації: в єдиному пристрої може бути кілька сотень ламп.
Космічна техніка
Радіаційна деградація напівпровідникових матеріалів і наявність природного вакууму міжпланетної середовища робить застосування деяких типів ламп засобом підвищення надійності і довговічності космічних апаратів.
Підвищена температура середовища і радіація
Лампове обладнання може бути розраховане на більший температурний і радіаційний діапазон умов, ніж напівпровідниковий.
Високоякісна звукова апаратура
За поданням помітної частини меломанів, «ламповий» звук принципово відрізняється від «транзисторного» і від «цифрового». Існує кілька версій пояснення цих відмінностей, як заснованих на наукових дослідженнях, так і відверто ненаукових міркуваннях.
Однак загальним результатом цих уявлень стало «повернення» лампової техніки в сферу високоякісних підсилювачів.
Переваги лампових підсилювачів:
- Простота схем. Лампа забезпечує більше посилення, ніж транзистор, і її параметри мало залежать від зовнішніх факторів. В результаті в ламповому підсилювачі на порядок менше деталей, ніж в напівпровідниковому.
- Висока надійність. Параметри ламп не залежить від температури, тиску, оптичних та іонізуючих випромінювань (радіації). Лампи малочутливі до електричних перевантажень. Мале число деталей також вельми сприяє надійності.
- Хороша согласуемое ламп з навантаженням. Лампові каскади мають дуже великий вхідний опір, що знижує втрати і сприяє зменшенню кількості активних елементів в радіопристроїв. Внутрішній опір лампи-тріода з урахуванням трансформатора приблизно в 2 рази менше, ніж опір акустичних систем. Це дає можливість відмовитися від зворотного зв'язку, і ще більш спростити схеми.
- Простота обслуговування. Якщо, наприклад, у концертного підсилювача прямо під час виступу виходить з ладу лампа, то замінити її набагато простіше, ніж згорілий транзистор або мікросхему.
- Відсутність деяких видів спотворень, властивих транзисторним каскадів, що сприятливо позначається на звуці.
- Відмінний зовнішній вигляд при створенні іміджевих зразків апаратури.
Недоліки лампових підсилювачів:
- Крім харчування анодів, лампи вимагають додаткових витрат потужності на загострення. Звідси низький к.к.д. і як наслідок - сильне нагрівання.
- Лампова апаратура не може бути миттєво готова до роботи. Необхідне попереднє прогрівання ламп протягом декількох десятків секунд. Однак, лампи прямого напруження починають працювати відразу.
- Вихідні лампові каскади потрібно узгоджувати з навантаженням за допомогою трансформаторів. Як наслідок - складність конструкції і погані масо-габаритні показники за рахунок трансформаторів.
- Лампи вимагають застосування високих напруг харчування, що становлять сотні (а в потужних підсилювачах - тисячі) вольт. Це накладає певні обмеження в плані безпеки при експлуатації таких підсилювачів.
- Лампи мають обмежений термін служби. З плином часу параметри ламп змінюються, катоди втрачають емісію (здатність випускати електрони), а нитка розжарення може перегоріти (на щастя, відбувається це не так часто, як намагаються представити противники лампових схем).
- Крихкість класичних ламп зі скляним балоном. Однак, ще в 1940-і роки були розроблені (і отримали величезний розвиток в спецтехніки) метало-керамічні лампи, позбавлені цього недоліку.
Деякі особливості лампових підсилювачів:
- На думку аудиофилов, звучання (наприклад) електрогітар передається набагато краще, глибше і «музичнішими» саме ламповими підсилювачами.
- Очевидні недоліки лампового підсилювача - більше споживання енергії, ніж у транзисторного, менший термін служби ламп, великі габарити і маса апаратури і вартість, яка значно вище, ніж у транзисторної і інтегральної техніки.
Класифікація за назвою
Маркування, прийняті в СРСР / Росії
Дивитися що таке "електровакуумний лампа" в інших словниках:
Електрометричного лампа - приймально підсилювальна лампа (Див. Приймально підсилювальні лампи), яка використовується в радіо і приладах для посилення і вимірювання малих струмів (до 10 14а) в ланцюгах з дуже високим електричним опором. Конструктивно Е. л. ... ... Велика радянська енциклопедія
Кенотрон - двохелектродна електровакуумна лампа (діод), призначена для випрямлення змінного струму в джерелах живлення. У випрямлячах сучасної електронної апаратури К. замінюють напівпровідниковими діодами ... Велика політехнічна енциклопедія
Тетродах - чотирьох електродний електровакуумна лампа, що має подогревним катод, анод і дві сітки; перша, найближча до катода сітка, є керуючою, а друга екранує. Служить приймально підсилювальної лампою або генераторної лампою на частотах до ... ... Велика політехнічна енциклопедія