电子管(下)

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二、电子管的型式和命名法

在电子管生产中,由于制造的国家、工厂等不同,以及使用的习惯不一样,虽然是同一种类和用途的电子管,它们的名称、形状和实际构造也还是各式各样的。下面以无线电爱好者常见的一些电子管为例,来说明电子管的结构型式和名称的来源。

1.管泡

从电子管出现到现在已有几十年的历史。它的外形从最老式的电灯泡状的电子管(图1,甲)发展到现在的超小型电子管(图1,已),已经有了很大的变化。最突出的变化是体积已缩小了将近100倍。图1,乙、丁是老式的玻壳电子管;图1,丙是金属管。这几种管子体积较大,不如小型管(图1,戊)和超小型管具有节省材料和电源消耗等优点,但某些性能,例如散热等较小型管好,因此目前应用得还不少。

图1
图1 🔍原图 (895×351)

近年来由于微波技术的发展和要求电子管能在高温下工作,又相继出现了金属陶瓷管和特种晶态玻壳的电子管。这类管泡具有精密度高、可以耐高温、在高温下不致变形、绝缘好、气密性好和介质损耗低等许多优点。

2.管座

老式玻璃管的管座是不统一的,管脚排列按电极的多少分成四脚、五脚、六脚、七脚等。一般接灯丝的两脚较粗,用作插入管座的对正标记。五脚管没有粗脚,但排列成不等边五角形,以作辨认。目前还可以见到的老式四脚管有12A,80等。12F和12B虽然只用三只脚,但也做成四脚的,有一脚空着。五脚管有27A,47等。六脚管有6C6、6D6、57、58等。七脚管有6A7、6F7等。

金属管管座都是统一的八脚式,管腰下部有一个带凸楞的对正键,插入管座时很容易对准。这种管座就是至今仍然使用的八脚座。金属管有很好的屏蔽作用和便于散热,但是金属壳和电极的玻璃支座接缝处常因温度的变化容易漏气。因此,目前仍有很多电子管是用玻璃作管泡的,它们的构造、性能和管脚排列等与同型号的金属管相同,叫“G”式管,名称后面带有字母G或GT,以示区别。同名称的金属管和G或GT式管,它们的性能、管座等都是相同的,使用时基本上可以互换,管座接线不需更动。例如金属管6F6和6F6G、6F6GT三种除了外形和管泡质料不同外,其它没有什么区别。

锁式管因它的对正键可以被管座上的锁套锁住而得名,能经受较大的振动。它的外形和GT管差不多,使用统一的八脚锁式管座。

小型玻璃壳电子管(花生管),不特体积小巧,重要的优点还在于尺寸缩小了以后,使得它的极间电容、电感和干扰等都得以减小。国产的这类管子的管座,有七脚和九脚的,外国的这类管子也有八脚的。

还有一些其它类型的电子管,一般使用不多,这里略去不谈了。

图2
图2 🔍原图 (574×512)

八脚管座、锁式管座和花生管管座各自都有统一的形式,并且给管脚编上了页码。这些编号中,八脚管座和锁式管座(底部示意图,图2,甲、乙)是从插放对正键的凹槽向左数起,顺时针方向数去;花生管座(底视图2,丙、丁),则是从管脚排成的圆周开口处(管脚间隔最大处)左端数起,也是顺叶针方向数。电子管管座图都表示将管子倒过来管脚在上时底部各脚的排列图形。因此电路图上只要注明各电极所应连接的管脚的号次,装置时便可按图焊接。图3便是以6N1(6HlП)为例的对照图。

图3
图3 🔍原图 (627×358)

有些电子管有一个管顶。大多数电子管的管顶是控制栅的引线(有个别类型是屏极的引线),使用时要另配一个管帽连接,并须用金属隔离线作管帽接线。这种式样的优点是控制栅引线和其它各极引线远离,可以减小干扰,绝缘电阻也大为增加。例如6J7(有管顶)和6SJ7(无管顶)特性虽然相同,但作高增益放大时,前者的交流声就比后者的小。

3.电子管的命名法

电子管的名称也是很复杂的。各个国家都有他自己的命名法。我国制定的电真空器件的命名法,是按汉语拼音方案的原则和使用习惯,用拉丁字母作为型号的代号。现将收信、放大电子管名称内几个组成部分所代表的意义列出如下:

第一部分——数字,表示灯丝电压的伏特数(用整数,如6,就是6.3伏);

第二部分——字母,表示电子管的结构。现将一些常见的字母代表的意义列出如下(括号内的字母是苏联型号所用的):

D(Д)——二极管;H(Х)——双二极管;

C(С)——三极管; N(H)——双三极管;

S(Э)——四极管; A(A)——变频管;

P(П)——功率放大五极管和集射四极管;

K(К)——遥截止五极管和集射四极管;

J(Ж)——锐截止五极管和集射四极管;

G(Г)——二极三极管或双二极三极管;

B(Б)——二极五极管或双二极五极管;

F(Ф)——三极五极管;

U(И)——三极六极管、三极七极管或三极八极管;

E(Е)——调谐指示管;

Z(Ц)——收信放大整流二极管。

第三部分——数字,用以区别同型号管的序号。

第四部分——字母,表示电子管的外形种类。现将一些常见的字母代表的意义列出如下(括号内是苏联型号所用):

P(С)——普通玻璃管;

K(К)——金属陶瓷管;

J(Ж)——橡实管;

S(Л)——锁式管;

D(Д)——灯塔管;

无代号——小型玻璃管(外径19和22.5毫米);苏式金属管也无代号;

(П)——苏式小型管;

B(Б)——超小型管(外径10和8.5毫米,苏式管为10毫米);

A(А)——超小型管(外径7毫米,苏式管为6毫米);

K(-)——超小型管(外径小于4毫米)。

例如6A2是表示灯丝电压为6.3伏的变频管,第2种类型,小型玻璃管;又如6C1P是表示灯丝电压为6.3伏,三极管,第1种类型,普通玻璃管(详细的命名法请参看本刊1960年第4期)。

三、电子管的特性曲线

1.特性曲线的意义

图4
图4 🔍原图 (573×1077)

电子管的一些参数的关系,可以用特性曲线表示出来,更便于分析和使用。一个电子管有好几种特性曲线。最常用的是屏流~栅压特性曲线,它表示某种电子管加有固定的屏压时,栅极电压U\(_{c}\)对屏极电流Ia影响的程度,也就是栅压变到某一数值时,屏流将相应地变到多大。例如在图4中甲的I\(_{a}\)~Uc特性曲线上,U\(_{c}\)为-11伏时曲线上对应的点为A点,与A点对应的Ia为0;U\(_{c}\)变到-4伏时,曲线上与-4伏对应的点为B点,与B点对应的Ia约1.2毫安,因此可知当U\(_{c}\)从-11伏变到-4伏时,Ia由0变到1.2毫安。又例如我们在这根曲线上任找一点P,从P点作垂直于横轴和纵轴的直线,根据这些直线与横轴的纵轴的交点就可读出对应的栅压和屏流(图中栅压为+2伏,屏流约5.2毫安)。有了这种特性曲线,对设计电路,选用电子管都很方便。

一般电子管的屏流~栅压特性曲线中有一段是接近于直线,也就是屏流随栅压成正比地变化。在一些放大电路中正是需要电子管有这种特性,这样才能把栅极电压的变化照原样放大,得到所谓“不失真”的放大作用。

曲线上还有一些段落是弯曲的。如果用电子管作放大时,栅板上信号电压变化超出直线部分达到弯曲部分,那末屏流变化就与栅压变化不成正比,信号经过放大后就不能保持原来的形状,而产生“失真”。这种失真通常称为“非线性失真”。所以除了特殊需要利用弯曲段落工作的以外,总要求栅压变化不超出直线段落。

如果将一个电子管在不同的屏压下测出的各条屏栅特性曲线画出来,就成为图4中乙的特性曲线族。

从特性曲线可以方便地看出电子管的几个主要参量,例如:跨导就是指曲线的陡度如何;放大因数就是指在特性曲线族中要使曲线移动相当于U\(_{c}\)1伏的位置,屏压需要几伏的变化等等。这种曲线仅表示没有信号输入时的情况,故称“静特性曲线”。当栅极有信号输入时,电子管的工作状态将用图4中丙所绘BAC形式的“动特性曲线”来表示。

除了“屏流~栅压”特性曲线外,还用“屏流~屏压”特性曲线表示屏流随屏压变化的情况;用“栅流~栅压”及“栅流~屏压”特性曲线分别表示栅流随栅压、屏压变化的情况等等。这里就不一一叙述了。

2.锐截止式特性和遥截止式特性

图5
图5 🔍原图 (366×359)

普通电子管的栅极绕线各圈间的间隔是相等的(图5,甲),它们在一定的栅压范围内工作比较稳定,跨导和放大因数在这个范围内的变动是均匀的。这种栅极一般只要加上不大的负电压,就可以将屏流截断。具有这种所谓“锐截止”式特性的电子管称为“锐截止式”电子管。

另有一种栅极,它的各圈绕线间的距离特地绕成不均匀的形式,两端较密,中部较疏(图5,乙)。这样两端的放大因数μ就比中部的大,在信号的负值电压很大时,栅极两端就没有屏流通过,而在μ值不高的中部仍有屏流,因此这种栅极要加上很负的负电压才能将屏流截断,也就是是屏流~栅压特性曲线拖有比较长的尾巴,当栅压向负的方向变化时,屏流不是很快就截止,而是慢慢地减小到零。因此称这种特性为“遥截止”式的,具有这种特性的电子管称为“遥截止”式电子管。由于它的μ能够在很大范围内变化,所以也叫做“变μ管”或“变跨导管”。

四、电子管的装置和保护

收信、放大电子管的安装位置,绝大部分可以是任意的,但有一些直热式整流管在横放工作时,两组灯丝最好并排位在同一个水平而上,使灯丝受热伸长时不致影响机械强度。调谐指示管6E1( 6E1Пi-К)一般是倒置安装的。

金属管的外壳、一些GT管的金属管腰和锁式管的管腰,都是作隔离用的,前两种和第1脚连接,后者和管座的锁套连接;管座的这些部分都要通地才起隔离作用。小型管内部一般都有屏蔽(在管座图上用虚线表示),有的还有一片平放在管底的心基隔离片,应配合有心套或心片的小型管座,并在管座上将这些部分通地。

管子从管座上拔出时,要沿垂直的方向拔出。有管腰的要拿住管腰,不要左右摇动和在管子未冷却时拔出,花生管在这种情况下很容易碎裂。

花生管管脚歪斜时,不要随便乱扳,可用小钳子夹住近玻璃基座处小心扳正。花生管插入管座后,簧片应夹住管脚的中段保持密切接触,因此管子仍是能稍为晃动的,这样可以避免挤压过紧弄碎玻璃座基。此外,花生管管座最好用软接线,为了防止花生管受振脱出管座,可以给它加上用弹簧拉紧的紧固套。

电子管灯丝电压过高过低都是不适宜的,同样能促短电子管的寿命。傍热式6.3伏的电子管,灯丝电压可以在5.7~6.9伏范围内使用,电池式1.2伏的,可以在0.9~1.5伏的范围内使用。(徐疾)