Конструкції катодів

Взагалі, не враховуючі складні катоди представлені на рис.1.12, принципово катоди можна розділити на катоди з безпосереднім, або прямим розжаренням (струм розжарення проходить безпосередньо по дроту керна або катоду), і катоди з непрямим розжаренням (безпосередньо емітер розігрівається за допомогою спеціального додаткового електричного підігрівача). Форма катода прямого розжарення залежить від його розмірів і від конструкції інших електродів. У лампах невеликої потужності із циліндричними анодом і сіткою катод роблять у вигляді прямолінійної нитки і розміщують уздовж осі зазначених електродів; нитку зміцнюють (приварюють) кінцями до тримачів, які використовуються в той же час для підведення струму розжарення до нитки. При великій довжині нитки їй надають ломану форму ( наприклад літери “V”), розміщуючи верхню точку спеціальному кріпленні – гачок спіральної пружинки (рис. 1.15а,б), що служить для пом’якшення струсів та компенсатором для натягнення катода при температурному розширенні.

Рисунок 1.15 - Конструкції катодів прямого розжарення.

При плоскій конструкції анода звичайною є V-подібна форма нитки і W-подібна при довгих катодах ламп (рис. 1.15а,б). В останньому випадку іноді від катода назовні роблять три виводи, що дозволяє або використовувати середню точку нитки для підключення анодного ланцюга, або застосувати понижену напругу розжарення, включаючи половини нитки паралельно.

У потужних підсилювальних і генераторних лампах з більшим струмом емісії катоди повинні мати більшу робочу поверхню. Для цього катоди прямого розжарення роблять спіральної форми, застосовуючи одинарну або подвійну (типу біфілярної) спирали (рис. 1.15в,г), або виготовляють катод з декількома паралельними петлями, розташованими на загальному кріпленні по окружності.

Дуже розповсюдженими в лампах є катоди непрямого розжарення (рис. 1.16а-г). З порошку Аl₂О₃ готують суспензію якою покривають вольфрамові дроти, що мають V-подібну форму. Після просушки ці дроти вставляють (як електричні нагрівачі) у нікелеву оболонку циліндричного або плоского перетину, покриту оксидним шаром. Більша стійкість при високих температурах і можливість застосовувати декілька підігрівачів дозволяють використовувати катод непрямого розжарення у потужних лампах з великими значеннями струму емісії.

Катоди непрямого розжарення виготовляють на напруги розжарення від 2 В до 30 В та широко використовують у підсилювальних лампах радіоприймачів, розрахованих на живлення як змінним, так і постійним струмом.

Рисунок 1.16 - Конструкції катодів непрямого розжарення.

Ефективність оксидних катодів непрямого розжарення виходить завжди меншою, ніж у оксидних катодів прямого розжарення через додаткові втрати при передачі тепла від підігрівача до емітера.

Необхідна при живленні катода змінним струмом більша теплова інерція катодів непрямого розжарення вимагає більшого часу на розігрів після включення. Це властиво не тільки катодам з непрямого розжарювання але і із прямим розжаренням, якщо вони мають велику масу (великий діаметр нитки) та працюють при низькій температурі нагрівання. Але в катодів непрямого розжарення теплова інерція проявляється значно сильніше, ніж у катодів прямого розжарення. На розігрів катодів непрямого розжарення в приймально-підсилювальних лампах потрібно 15–20 с, а катодів прямого розжарення — 1–2 с.