Различные типы электронных ламп: диод, триод, тетрод, пентод, гексод, пентагрид и октод.
Введение в лампу нескольких сеток хотя и усложняет конструкцию лампы и увеличивает ее стоимость, но зато оно в значительной степени повышает ее качества. Преимущества новых ламп были так велики, что трехэлектродные лампы были вытеснены не только из приемных и усилительных, но и из генераторных установок.
Промышленность выпустила целый ряд типов комбинированных ламп. В одном баллоне такой лампы были заключены фактически две, а то и три отдельные лампы. В качестве примера таких ламп можно привести распространенные комбинации: два диода и триод (ДДТ), два диода и пентод (ДДП), два триода и т. п.
А одна иностранная фирма выпустила в виде одной лампы целые трехламповые усилители со всеми необходимыми деталями схемы (сопротивлениями, конденсаторами и т. п.).
Процесс усовершенствования ламп происходил не только в отношении их электрических показателей, но и в отношении их конструкций. Первые типы электронных ламп мало отличались от обычных ламп накаливания. Они имели примерно такую же форму и почти так же ярко светились. Но в дальнейшем их внешний вид стал постепенно изменяться. Лампа приобрела металлический, зеркальный блеск, перестала светиться, изменила форму и размеры. В некоторых типах электронных ламп стеклянный баллон был заменен металлическим (стальным). На свою «бабушку» — лампу накаливания — подобные лампы с металлическим баллоном были уже совершенно не похожи.
Появились кроме того, чрезвычайно миниатюрные лампы. Некоторые из них напоминали по форме жолудь, и их стали называть лампами типа «жолудь». Другие были величиной с полпальца; к ним пристало название «пальчиковые».
Внешний вид приемных электронных ламп.
Но одновременно с этим размеры некоторых ламп продолжали увеличиваться. Для усиления колебаний в передатчиках потребовались большие, мощные лампы. Конструкторы построили огромные, чуть ли не в человеческий рост, лампы мощностью в сотни киловатт. Эти лампы выделяют при работе такое количество тепла, что, если бы их не охлаждали проточной водой, они бы расплавились. Огромное количество тепла, которое уносит охлаждающая вода, стараются использовать на дело. Так, например, некоторые мощные радиостанции употребляют эту воду в зимнее время для отопления станционных зданий.
ЛАМПА И ГАЗ
Если верить ученому Торичелли, который утверждал, что «природа не любит пустоты», то придется заключить, что, очевидно, электронная лампа «расходится во вкусах» с природой. Она «обожает» пустоту и не может без нее жить. Лампа нормально работает лишь в том случае, если давление в ней составляет примерно одну миллиардную часть атмосферного. При большем давлении работа лампы нарушается, срок службы ее чрезвычайно сокращается, а при значительном количестве воздуха нить ее моментально перегорит. Таким образом, получение нужного вакуума (пустоты) играет чрезвычайно важную роль в жизни и работе лампы. Но получить такую «громадную пустоту» невозможно даже при помощи самых лучших насосов. Поэтому, кроме откачки воздуха, в лампу вводятся особые поглотители (геттеры), которые обладают способностью поглощать газ и обеспечивают требуемый вакуум.
Но в некоторых лампах баллоны умышленно наполняются определенными газами или парами. В этом случае ток, протекающий через лампу, не будет уже определяться исключительно электронами, вылетевшими из катода, как в вакуумной лампе. Здесь электрон, вылетев из катода, может по пути к аноду столкнуться с молекулой — газа. Если удар будет достаточно сильным, то он может выбить из молекулы другой электрон. Молекула тогда сделается ионом и начнет двигаться к катоду, а оба электрона полетят дальше к аноду. Но они опять могут столкнуться с новыми молекулами и разобьют их. Процесс образования ионов и электронов, или, как говорят, процесс ионизации газа, будет нарастать, как лавина, летящая с горы. Поэтому, когда надо получить большие силы тока, выгоднее применять лампу, наполненную газом.
Однако газонаполненные лампы имеют и ряд недостатков. Главнейший из них состоит в том, что процесс ионизации происходит сравнительно медленно.
«ЭЛЕКТРОННОЕ ДЕРЕВО»
Из «эффекта», открытого Эдисоном, стало расти и развиваться чудесное «растение». С течением времени оно выросло и превратилось в большое, густое и развесистое «дерево». Каждая веточка этого «дерева» — это новая разновидность электронных ламп. «Дерево» это, изображенное на следующей странице, наглядно показывает прогресс электронной техники за 60 лет ее жизни.
«Электронное дерево».
В 1895 году известный физик Рентген обнаружил, что если на пути быстро летящих электронов, то есть притягиваемых очень высоким напряжением, поставить металлическую пластинку, то в месте падения электронов возникнут какие-то лучи, подобные лучам света, но совершенно невидимые нашим глазом.
После тщательного их изучения оказалось, что они обладают рядом чрезвычайно интересных свойств. Так, например, они легко проникают через любые совершенно непрозрачные для обычного света тела. Подобно световым лучам они производят почернение фотографической пластинки. Некоторые вещества под их воздействием начинают светиться видимым светом. Проходя через газы, они вызывают их ионизацию, то есть выбивают из газовых молекул электроны, и, наконец, они оказывают сильное специфическое воздействие на живые организмы и ткани. Эти таинственные, неизвестные до этого лучи стали называть X-лучами, или, по имени их изобретателя, лучами Рентгена.
Но Рентгену не удалось получить устойчивого, неизменного потока электронов. Поэтому и поток Х-лучей у него получался неравномерным по величине, а сами лучи были неоднородными по своим свойствам. И вот тогда, в 1913 году, американец Кулидж предложил использовать в качестве источника электронов в рентгеновской трубке раскаленное тело, то есть воспользоваться «эффектом Эдисона». Это произвело целый переворот в рентгенотехнике. Новые трубки оказались свободными от всех недостатков прежних трубок. Молодое «электронное растение» получило первое важное ответвление — трубки Кулиджа и Рентгена.
Трубка Рентгена-Кулиджа.
Несколько лет спустя, в 1916 году, «растение» дало еще один побег — электронно-лучевые трубки. Простейший вид такой трубки показывает рисунок на этой странице.
Простейшая электронно-лучевая трубка.
Нагреваемый катод К излучает электроны, которые притягиваются анодом А. Часть прилетевших на анод электронов проскакивает через небольшое отверстие в аноде и продолжает лететь узким пучком дальше. На пути этого узкого электронного пучка ставится стеклянный экран Э, покрытый особым веществом, которое обладает способностью светиться под влиянием ударяющих электронов. Таким образом место падения электронного пучка становится видимым.
Если на пути электронного пучка, поставить пластинки П1 и П2 и подать на них переменное напряжение, то они будут отклонять электронный пучок, и светящееся пятно нарисует на экране все изменения, происходящие с напряжением на пластинках.