В книге рассматриваются физические основы работы электровакуумных и полупроводниковых приборов, их важнейшие свойства, характеристики и параметры, а также некоторые общие вопросы применения этих приборов в радиоэлектронных схемах.
Книга предназначена для широкого круга читателей, интересующихся современной электроникой и имеющих элементарные знания по физике и электротехнике.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Изумительные достижения науки и техники тесно связаны с бурным развитием электроники, которая все глубже проникает в различные области нашей жизни. Триумф советской науки в освоении космоса в большой степени является победой электроники, обеспечивающей точную и четкую работу всех автоматических, радиотехнических и телевизионных устройств, без которых невозможны космические полеты. Важнейшая роль электроники в строительстве коммунизма неоднократно подчеркнута в историческом документе нашей эпохи — Программе Коммунистической партии Советского Союза, принятой XXII съездом КПСС.
Большие успехи электроники являются результатом создания разнообразных и замечательных по своим свойствам электровакуумных и полупроводниковых приборов. Именно они применяются в качестве основных элементов во всех радиоэлектронных установках. Изучение современной радиоэлектроники требует прежде всего знания принципов устройства и физических основ работы электровакуумных и полупроводниковых приборов, их характеристик, параметров и важнейших свойств, определяющих возможность применения этих приборов в радиоэлектронной аппаратуре.
Данная книга представляет собой популярный учебник, в котором изложены указанные вопросы в объеме, необходимом для дальнейшего изучения радиотехнических устройств. В настоящее время количество различных типов электровакуумных и полупроводниковых приборов так велико, что не представляется возможным рассмотреть все приборы (одних названий этих приборов с окончанием «трон» насчитывается много сотен). Попытка такого изложения привела бы или к чрезмерному увеличению объема книги, или к слишком неполному и поверхностному описанию ряда приборов. Поэтому из книги исключены многие приборы, не имеющие широкого применения у радиолюбителей или не выпускаемые пока промышленностью.
Так, например, не рассматриваются некоторые специальные электроннолучевые приборы и передающие телевизионные трубки, фотоэлектронные приборы, электрометрические лампы, ртутные вентили и игнитроны, некоторые специальные полупроводниковые приборы и др. В книге также не даются сведения по технологии изготовления электровакуумных и полупроводниковых приборов.
Более глубоко и подробно изложены те вопросы, которые с точки зрения автора являются особенно важными. Помимо рассмотрения самих приборов, затрагиваются также некоторые вопросы их применения. К ним относятся: использование триодов, более сложных ламп и транзисторов для усиления колебаний, стабилитронов — Для стабилизации напряжения, электроннолучевых трубок — для получения простейших осциллограмм и т. п. Изучение только одних приборов в отрыве от их основных практических применений
1* > .ч
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие........•................ 3
Глава первая. Введение .............- 5
1-1. Общие сведения об электровакуумных и полупроводниковых приборах ............ 5
1-2. Устройство и принцип работы диода...... 8
1-3. Цепи диода.................... 10
1-4. Назначение триодов ............... 13
1-5. Устройство триода и его цепи......... 13
Глава вторая. Движение электронов в электрическом и магнитном полях............ 16
2-1. Движение электронов в однородном электрическом поле.................... 16
2-2. Движение электронов в неоднородном электрическом поле.................... 21
| 2-3. Движение электронов в однородном магнитном
; поле........................ 23
; Глава третья. Электронная эмиссия....... 27
\ 3-1. Электроны в металле -....-...•...:...•' 27
1 3-2. Выход электронов из металла ......... 29
: 3-3. Термоэлектронная эмиссия .......... . 32
1 3-4. Электростатическая электронная эмиссия . • • 33
i - 3-5. Вторичная электронная эмиссия........ 34
1 3-6. Электронная эмиссия под ударами тяжелых ча-
i СТИЦ.............• • • •....... 3"7
: 3-7. Флуктуации электронной эмиссии ........ 37
Глава-четвертая.. Катоды электронных приборов.......................... . 39
; 4-1. Параметры катодов. *.............. 39
4-2. Катоды прямого накала............. 40
4-3. Катоды косвенного накала.........' . . 42
4-4. Простые катоды ................. 44
4-5. Сложные (активированные) катоды....... 45
• Глава пятая. Диоды................ 50
5-1. Физические процессы в диоде.......... 50
5-2. Закон степени трех вторых для диода ..... 55
5-3. Схема для исследования диода ......... 58
5-4. Характеристики диода ;............. 59
5-5. Параметры диода . . .•............. 63
5-6. Работа диода в режиме нагрузки ....... 70
5-7. Типы и конструкции диодов.......... 71
413
Глава шестая. Триоды..............
6-1. Физические процессы в триоде . ........
6-2. Действующее напряжение и закон степени трех
вторых для триода................ 8J
6-3. Характеристики триода............. 81
6-4. Параметры триода................ v9j
6-5. Ток сетки в триоде . . . .'........... Щ
Глава седьмая. Рабочий режим триода..... II
7-1. Особенности рабочего режима..........
7-2. Рабочие характеристики триода........
7-3. Расчет рабочего режима по формулам..... 12
7-4. Рабочие параметры триода........... I2j
7-5. Усилительный каскад с триодом........ 12
7-6. Величины, характеризующие усилительный каскад......................... 1
7-7. Графо-аналитический расчет режима усиления 1
7-8. Междуэлектродные емкости триода....... 1
7-9. Недостатки триодов............... 1
7-10. Основные типы триодов............ 1„
Глава восьмая. Тетроды и пентоды....... 156
8-1. Устройство и работа тетрода.......... 15$
8-2. Схемы включения тетродов........... 16Й
8-3. Характеристики тетрода. Динатронный эффект
в тетроде..................... 16$
8-4. Параметры тетрода ..........,..... Ш
8-5. Междуэлектродные емкости тетрода....... 172
8-6. Устройство и работа пентода......... . 173
8-7. Характеристики пентода............. 17?
8-8. Параметры пентода............... 17i
8-9. Междуэлектродные емкости пентода...... 181
8-10. Устройство и работа лучевого тетрода . . . . ; 181
8-11. Характеристики и параметры лучевого тетрода 184
8-12. Рабочий режим тетродов и пентодов...... Щ
8-13. Лампы переменной крутизны......... 18JS
8-14, Основные типы тетродов и пентодов ...... 19!
Глава девятая. Частотопреобразовательные, ком- :
бинированные и специальные лампы......... Ш
9-1. Принцип преобразования частоты....... 191
9-2. Лампы для преобразования частоты...... 191
9-3. Характеристики и параметры частотопреобра- •»
зовательных ламп................ 201
9-4. Комбинированные и специальные приемно-уси- "i
лительные лампы................ . 2ft
9-5. Электронно-световой индикатор......... 2QJ
9-6. Новые типы приемно-усилительных ламп .... 2ff
9-7. Собственные шумы электронных ламп...... 21?
Глава десятая.- Электронные лампы для сверх-
высоких частот.................... 21-
10-1. Особенности работы обычных ламп на сверх- -'
высоких частотах................ 21
414
10-2. Наведенные токи в цепях электронных ламп 217 10-3. Входное сопротивление и потери энергии в
лампах...................... 221
10-4. Диоды и триоды для СВЧ........... 225
Глава одиннадцатая. Ионные приборы. . . 231
11-1. Электрический разряд в газах......... 231
11-2. Виды электрических разрядов в газах..... 233
11-3. Тлеющий разряд................ 235
11-4. Стабилитроны.................. 241
11-5. Применение стабилитронов........... 243
11-6. Газосветные лампы............... 247
11-7. Газотроны...... . . ............ 248
11-8. Тиратроны дугового разряда ......... 255
11-9. Тиратроны тлеющего разряда.......... 263
11-10. Декатроны и цифровые индикаторные лампы 265
Глава двенадцатая. Электроннолучевые трубки ............................. 270
12-1. Общие сведения об электроннолучевых приборах ........................ 270
12-2. Устройство электростатической электроннолучевой трубки.................. 270
12-3. Цепи питания электроннолучевой трубки ... 274 12-4. Электронные прожекторы электростатических
трубок...................... 276
12-5. Люминесцирующий экран........... 279
12-6. Электростатическое отклонение луча...... 284
. 12-7. Некоторые применения электроннолучевой
трубки ...................... 286
12-8. Искажения изображений в электростатических
трубках..................... 289
12-9. Магнитные электроннолучевые трубки..... 291
12-10. Основные типы электроннолучевых трубок . . 296
Глава тринадцатая. Полупроводниковые диоды ........................... 298
13-1. Общие сведения о полупроводниковых приборах .... ..........Г.......... 298
13-2. Электропроводность полупроводников..... ,300
13-3. Электронно-дырочный переход при отсутствии
внешнего напряжения . . ........... 305
13-4. Электронно-дырочный переход при действии
внешнего напряжения............. 308
13-5. Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода................. 312
13-6. Емкость полупроводникового диода...... 314
13-7. Температурные свойства полупроводниковых
диодов...................... 316
13-8. Выпрямление переменного тока полупроводниковыми диодами................. 317
13-9. Последовательное и параллельное соединение
диодов...................... 319
13-10. Импульсный режим полупроводниковых дио-
• дов . ....................... 321
13-11. Основные типы полупроводниковых диодов. . 323
Глава четырнадцатая. Транзисторы .... 335
14-1. Основные понятия и определения......... 335
14-2. Физические процессы в транзисторе..... 336
14-3. Усиление с помощью транзистора....... 342
14-4. Основные схемы включения транзисторов . . . 344 14-5. Схемы питания и стабилизации режима транзисторов..................... 350
14-6. Характеристики транзисторов......... 354
14-7. Статические параметры и эквивалентные схемы транзисторов ................ 365
14-8. Расчет рабочего режима транзисторов..... 376
14-9. Влияние температуры на работу транзисторов 382
14-10. Частотные свойства транзисторов...... 384
14-11. Импульсный режим транзисторов...... 387
14-12. Собственные шумы транзисторов....... 389
14-13. Основные типы транзисторов.......ч. . 391
Глава пятнадцатая. Новые полупроводниковые приборы....................... 400
15-1. Туннельные диоды................ 400
15-2. Четырехслойные диоды и транзисторы .... 404
- 15-3. Канальные транзисторы............ 407
Глава шестнадцатая. Эксплуатационные особенности электровакуумных и полупроводниковых
приборов................. .... 410
Заключение................'......... 412
Цена: 150руб.
