電子管的定義及應用

?? 基本電子管一般有三個極,一個陰極(K)用來發射電子,一個陽極(A)用來吸收陰極所發射的電子,一個柵極(G)用來控制流到陽極的電子流量.陰極發射電子的基本條件是:陰極本身必須具有相當的熱量,陰極又分兩種,一種是直熱式,它是由電流直接通過陰極使陰極發熱而發射電子;另一種稱旁熱式陰極,其結構一般是一個空心金屬管,管內裝有繞成螺線形的燈絲,加上燈絲電壓使燈絲發熱從而使陰極發熱而發射電子,現在日常用的多半是這種電子管(如圖所示).

由陰極發射出來的電子穿過柵極金屬絲間的空隙而達到陽極,由于柵極比陽極離陰極近得多,因而改變柵極電位對陽極電流的影響比改變陽極電壓時大得多,這就是三極管的放大作用.換句話說就是柵極電壓對陽極電流的控制作用.我們用一個參數稱跨導(S)來表示.另外還有一個參數μ來描述電子管的放大系數,它的意義是說明了柵極電壓控制陽流的能力比陽極電壓對陽流的作用大多少倍.
?? 為了提高電子管的放大系數,在三極管的陽極和控制柵極之間另外加入一個柵極稱之為簾柵極,而構成四極管,由于簾柵極具有比陰極高很多的正電壓,因此也是一個能力很強的加速電極,它使得電子以更高的速度迅速到達陽極,這樣控制柵極的控制作用變得更為顯著.因此比三極管具有更大的放大系數.但是由于簾柵極對電子的加速作用,高速運動的電子打到陽極,這些高速電子的動能很大,將從陽極上打出所謂二次電子,這些二次電子有些將被簾柵吸收形成簾柵電流,使簾柵電流上升這會導致簾柵電壓的下降,從而導致陽極電流的下降,為此四極管的放大系數受到一定而限制.
?? 為了解決上述矛盾,在四極管簾柵極外的兩側再加入一對與陰極相連的集射極,由于集射極的電位與陰極相同,所以對電子有排斥作用,使得電子在通過簾柵極之后在集射極的作用下按一定方向前進并形成扁形射束,這扁形電子射束的電子密度很大,從而形成了一個低壓區,從陽極上打出來的二次電子受到這個低壓區的排斥作用而被推回到陽極,從而使簾柵電流大大減少,電子管的放大能力得而加強.這種電子管我們稱為束射四極管,束射四極管不但放大系數較三極管為高,而且其陽極面積較大,允許通過較大的電流,因此現在的功放機常用到它作為功率放大.思維稿

電子電路中的反饋電路
????? 反饋電路在各種電子電路中都獲得普遍的應用,反饋是將放大器輸出信號(電壓或電流)的一部分或全部,回授到放大器輸入端與輸入信號進行比較(相加或相減),并用比較所得的有效輸入信號去控制輸出,這就是放大器的反饋過程.凡是回授到放大器輸入端的反饋信號起加強輸入原輸入信號的,使輸入信號增加的稱正反饋.反之則反.按其電路結構又分為:電流反饋電路和電壓反饋電路.正反饋電路多應用在電子振蕩電路上,而負反饋電路則多應用在各種高低頻放大電路上.因應用較廣,所以我們在這里就負反饋電路加以論述.負反饋對放大器性能有四種影響:

1.負反饋能提高放大器增益的穩定性.

2.負反饋能使放大器的通頻帶展寬.

3.負反饋能減少放大器的失真.

4.負反饋能提高放大器的信噪比.

5.負反饋對放大器的輸出輸入電阻有影響.
????? 圖F1是一種最基本的放大器電路,這個電路看上去很簡單,但其實其中包含了直流電流負反饋電路和交流電壓負反饋電路.圖中的R1和R2為BG的直流偏置電阻,R3是放大器的負載電阻,R5是直流電流負反饋電阻,C2和R4組成的支路是交流電壓負反饋支路,C3是交流旁路電容,它防止交流電流負反饋的產生.
一.直流電流負反饋電路.
晶體管BG的基極電壓VB為R1和R2的分壓值,BG發射極的電壓VE為Ie*R5那么BG的B、E間的電壓=VB-VE=VB-Ie*R5.當某種原因(如溫度變化)引起BG的Ie ↑則VE↑,BG基發極的電壓=VB-VE=VB-Ie*R5↓這樣使Ie↓.使直流工作點獲得穩定.這個負反饋過程是由于Ie↑所引起的,所以屬于電流負反饋電路.其中發射極電容C3是提供交流通路的,因為如果沒有C3,放大器工作時交流信號同樣因R5的存在而形成負反饋作用,使放大器的放大系數大打折扣.
二.交流電壓負反饋電路
交流電壓負反饋支路由R4,C4組成,輸出電壓經過這條支路反饋回輸入端.由于放大器的輸出端的信號與輸入信號電壓在相位上是互為反相的,所以由于反饋信號的引入削弱了原輸入信號的作用.所以是電壓負反饋電路.R4是控制著負反饋量的大小,C4起隔直流通交流的作用.當輸入的交流信號幅值過大時,如果沒有R4和C4的負反饋支路,放大器就會進入飽和或截止的狀態,使輸出信號出現削頂失真.由于引入了負反饋使輸入交流信號幅值受到控制,所以避免了失真的產生.思維稿

阻抗匹配的基本原理
?? 右圖中R為負載電阻，r為電源E的內阻，E為電壓源。由于r的存在，當R很大時，電路接近開路狀態；而當R很少時接近短路狀態。顯然負載在開路及短路狀態都不能獲得最大功率。
根據式:
從上式可看出，當R=r時式中的式中分母中的(R-r)的值最小為0，此時負載所獲取的功率最大。所以，當負載電阻等于電源內阻時，負載將獲得最大功率。這就是電子電路阻抗匹配的基本原理。