冰河入梦
发表于 2006-6-19 18:41:00
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（一）二极管的结构及其工作原理$ G, k' U' y* i% N" W' X3 ?; F
/ U0 m! ~! e) |/ d3 f 电子管是利用电子在真空中受电场力的吸引或排斥作用，进行工作的电子器件。
4 U* N9 T9 ~6 f& a- M 最简单的电子管是二极管，它是在高度真空的密封容器内装有两个金属电极，一个是阴极，呈细长管状，套在灯丝外面，另一个是阳极，呈圆筒状，套在阴极外面。当灯丝通电点燃，间接将阴极加热到1000~C以上时，阴极上大量电子获得能量从金属中逸出，逸出的热电子在阴极金属表面附近堆积，成为空间电荷。
- ?" m2 i/ E% I2 F/ z' v 我们知道，电子是带负电荷的，此时如果在另一金属板（阳极）加上一个直流正电压并与阴极构成闭合回路，热电子在正电压（电场）的吸引下将从阴极经过空间到达阳极，形成电流，如图1。
" Q3 D& X3 `9 ~, [. w, f 反之，如果在阳极加上直流负电压（电场），它将排斥从阴极发射出来的热电子，回路就没有电流。只有当阳极电位高于阴极电位时。闭合回路才有电流流过，因此二极管具有单向导电性。利用二极管的单向导电性，就能把交流电变为直流电。# ]3 a2 Z- Y, R% w M: S0 b
（二）三极管的结构及其工作原理
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1.结构4 n+ G# r% @7 k `6 ^1 m7 d
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在二极管的两个电极之间插入一个栅栏状的电极就构成三极管（如图2所示）。这个栅栏状的电极叫做控制栅极，简称栅极，用符号G（grid）表示。结构一般是用镍锰合金丝在支撑物上绕成螺旋形，每圈之间有一定的距离，以便从阴极发射出来的电子能通过这些空隙流到屏极。
7 ~' p) r+ x; Z1 O/ O* p/ f 从三极管各个电极的相对位置来看。栅极与阴极之间的距离较屏极与阴极之间的距离近得多，这使栅极对阴极发射的电子的作用力也比屏极大得多，因而三极管具有放大作用。
9 i+ }" @) f/ w) s 2.三极管的基本电路+ t8 H4 R" ]5 _; u b
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要使任何电路工作，都必须是一个闭合的回路。三极管在电路中，有3个基本回路：一是屏极回路，二是栅极回路，三是灯丝回路，如图3所示。# e8 y- Z7 a6 b3 {3 U* I
在电子管电路中，各极电压都是以阴极为公共端的。屏极与阴极之间的电路是屏极回路。
/ l+ h. ?- A) m" m n 它们之间的电压叫做屏压，以u。表示，一般屏压总是正的，即屏极电位比阴极电位高，因此屏极回路经常有屏流ia流动。屏极回路的正电源叫做屏极电源。用Ea表示。
) q) r6 p3 J0 n% p* N8 A5 r: s 3.三极管的放大作用8 ~6 v$ \3 @0 m6 ^
3 g1 Q. }2 F* h; v% Q 将三极管按图3连接好工作电源。这时在电子管阴极附近将产生两个电场，一个是屏极吸引电子的正电场，另一个是栅极排斥电子的负电场。因此电子管屏流i。的大小不仅与屏压有关，并且也与栅负压大小有关。: Z9 X3 ?1 g3 h2 r1 n$ C. o1 w
如果设定屏压固定不变，则栅压越负。对电子的排斥力越大，则屏流越小。反之，如果把栅极负电压减小（即绝对值减小），则栅极对电子的排斥力将减小，屏流ia将随之增加。这个现象说明，在栅极上加入大小不同的负电压，就能控制由阴极流向屏极的电子数量，即栅极有控制屏极电流ia大小的作用。而且由于栅极与阴极的距离比屏极与阴极的距离近，根据电场力和电场强度原理。6 }; B* Q: E" q; ~ c- z# D# E3 z
栅极控制电子的能力比屏极大得多，即栅压ug有微小的变化，就能引起屏流ia发生较大的变化，这就是三极管具有放大作用的原因。
$ C/ R9 D3 O6 U; ? 图4是一个简单的三极管放大电路。栅极回路叫输入回路，屏极回路叫输出回路。当在栅极回路接入一个微小的交流电源ex时，就会使栅压ug发生变化，如果在屏极回路中接人一个电阻Ra，ia流过Ra时在Ra两端的压降变化要比ug的变化大得多，因此就具有电压放大作用，电阻Ra我们叫它负载电阻。9 i2 W( F* V r( O+ w! T j
* B* u! _3 c& g C: [ （三）三极管的静态特性曲线
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电子管的工作特性可以通过曲线图来描述，实际工作中一般都是利用电子管的静态特性曲线来研究和设计其电路。这种分析方法就是我们常说的图解法。电子管电路中，常用的静态特性曲线有屏极特性曲线和屏栅特性曲线两种。特别要注意的是，静态特性曲线是在电子管屏极回路未接人负载电阻时测量出来的特性曲线。
) q: ]4 P8 E+ w& W 1.屏极特性曲线1 q5 l! R7 P# C( L, n4 V
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屏极特性曲线是将栅压ug固定在某一数值时，屏流ia与屏压ua之间的变化关系曲线。不同的栅压可以得到不同的特性曲线。许多条这样的曲线就组成了屏极特性的曲线簇。测量屏极特性曲线簇的电路见图5。
, {8 k3 M5 |/ a- f. Y' s: t7 \ 先把栅压ug调整在OV，然后把屏压u。从零开始逐渐升高，每改变一次屏压就得到一个相应的屏流数值，就可在坐标图上确定一个点，把许多点连接起来就得到一条曲线。然后逐渐调低栅压。用上述调整屏压的方法，量得不同栅压时的屏极特性曲线，依此类推，就可以得到三极管的屏极特性曲线簇。图6是三极管6N8P的屏极特性曲线簇。
# S3 u, I: m) x* [! V8 d 从图6中可以看出：1）栅压越负，曲线越向右移，因为栅压越负时，只有当屏压增加到能够抵消这个负栅压在阴极附近所产生的排斥电场以后，才会有屏流产生：2）曲线的大部分是彼此平行的直线，间隔也比较均匀，屏压较低时的曲线显得更弯曲。
' a( }. P. n, B' ?7 x8 c 2.屏栅特性曲线
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3 I# ~( G3 }# d; k: ~ 测量屏栅特性曲线仍然用图5的电路，只是把屏压ua固定在某一数值上，记录不同栅压下相应的屏流数值，就可以画出一条屏栅特性曲线。在不同的屏压下画出的多条曲线就组成屏栅特性曲线簇。
5 c5 R9 H/ N' v. |# V! l 图7是6N8P的屏栅特性曲线簇。从图7中可以看出，在屏压固定时，随着栅负压的增加，屏流减小。当栅负压增加到某一个数值时，屏流减小到零，这时屏流截止，屏流截止时的栅压称为截止栅压。产生屏流截止的原因是当栅压负到某一数值时。栅极对电子的排斥力恰好抵消了屏压所产生的吸引力，电子不能到达屏极因而屏流截止。从图中也可以看出，屏压越高，特性曲线越往左移，因为屏压越高，要使屏流截止的负栅压就越大。另外，屏流特性曲线还可以说明栅压的变化对屏流的影响是很大的，栅压稍有增加，屏流就会显着增加，例如屏压为250V时，栅压变化1V（由a点-10V变到b点的-9V），屏流变化2mA（从4mA变到6mA）。 |
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