Электрометрическая лампа

Опубликовано 31.07.2012 Ведущий Антон Панкратов

В измерительных приборах высокой точности нередко возникает проблема согласования с источником сигнала внутреннего сопротивления и электрической прочности самого прибора. Чаще всего это сводится к тому, что измерительный прибор должен иметь максимальное входное сопротивление, чтобы не вносить искажение в измеряемую эклектическую цепь. При этом не менее важно чтобы входящий сигнал большой амплитуды (в несколько раз превышающую расчетный для данного усилительного компонента). Для решения этой проблемы были созданы электрически прочные и высокочувствительные электрометрические лампы. В сеточном токе ламп, которые работают в электрометрическом режиме, большую роль играют фотоэлектронная составляющая, возникающая вследствие попадания на сетку различных световых и рентгеновских излучении, а также другие составляющие, например, ток ионной эмиссии с катода и т.п. Чтобы уменьшить эти составляющие, во многих электрометрических лампах имеется так называемая «катодная» сетка, помещенная между управляющей сеткой и катодом. На эту сетку подается небольшое положительное напряжение порядка 1..2 в. Катодная сетка выполняет двоякое назначение. Она как бы увеличивает эффективную поверхность катода, повышая тем самым крутизну лампы, и экранирует управляющую сетку от излучений катода и потока положительных ионов с него. Конструктивно электрометрическая лампа выполняется в виде триода (одинарного или двойного), тетрода, или пентода. Её катод обычно оксидный, прямого либо косвенного накала. Главная особенность таких ламп - высокое входное сопротивление, определяемое требованием получения малых токов управляющей сетки при её отрицательном потенциале. Появление сеточного тока. Связано с конечным значением сопротивления электрической изоляции сетки (сопротивлением утечки сетки); ионизацией остаточных газов в баллоне лампы; термоэлектронной эмиссией сетки; фотоэлектронной эмиссией с поверхности сетки, обусловленной внешним освещением, тепловым излучением нагретого катода, мягкими рентгеновскими лучами, возникающими при торможении электронов на аноде. Получение малых сеточных токов при удовлетворительных значениях таких основных параметров, как крутизна сеточной характеристики и коэффициент усиления, затруднено главным образом из-за фотоэлектронной эмиссии, вызванной мягким рентгеновским излучением. Так, при сеточном токе 10-15 а крутизна сеточной характеристики обычно не превышает 100-120 мка/в, а коэффициент усиления - 1,5; у так называемых полуэлектрометрических ламп, работающих при сеточном токе около 5×10-11 а, эти параметры составляют соответственно 1 ма/в и 25-30. Диапазон измеряемых значений тока (отношение его предельных значений) у таких ламп. Обычно около 100; у разновидности полуэлектрометрической лампы - так называемой Э. л. (с характеристикой, обеспечивающей получение на выходе сигнала, пропорционального логарифму входного тока) он может достигать 108. Использование электрометрических ламп позволяет увеличить надежность работы, чувствительность и измеряемый диапазон различных измерительных приборов и, поэтому, могут использоваться даже в современной аппаратуре.