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栅漏电阻值的选取

发布时间:2013/7/9 19:45:04 访问次数:4284

    之前,我们已看到栅漏电阻XC3S500E-4PQG208C在电路上的位置安排,但没有讲到它的取值。从历史上看,栅漏电阻在小信号电路中通常被取为1MQ的值,但在输出级中取值略变小。
    尽量给栅漏电阻取较大的值,这能带来好处,个中原因有以下两个。
    第一个原因是,栅漏电阻与前一级电路的输出电阻相连,构成分压器,从而带来了一些增益损失。这个损失通常很小,但会累积起来。因此,对于具有四级电路的放大器来说,如果原先没有将这些损失讦算在内,得到的整机增益就会明显比预期值小。
    第二个原因是,对于给定的低频截止频率,如果栅漏电阻取值大,就可以允许在电路中使用小容量的级间耦合电容。
    再者,如果我们查看电子管的规格书,将会发现其中列明了栅漏电阻允许选取的最大值。通常会给出两个值,一个是针对电路为阴极偏置方式,另一个是针对电路为栅极偏置方式,后一个值总是比前一个值小(ECC83分别为22MQ和2.2MQ)。之所以有这样的大小差别,是因为在栅极偏置方式下,电子管的工作点不够稳定。为设定栅极偏置方式的工作点,我们所安排的阳极电流和栅极电压,都要针对特定的电子管。
    栅漏电阻名字上的“栅漏”,隐约揭示了电子管与这只电阻之间的相互关系。实际上,确实总有很小的漏电电流从电子管的栅极流到地。其中部分原因是,电子管的栅极总会被一些用于构造阴极发射表面的氧化物弄脏污。气体电流( gascurrent)的存在也是重要原因。气体电流之所以产生,是因为电子管内总会有残留的气体。各个气体原子的布朗运动,使得气体原子均匀散布在电子管内,因此,一些气体原子必定处于电子传送的路径中。当一个高速的电子撞击一个气体原子时,可能有足够的能量让气体原子外层的一个电子释放出去。然后,这两个电子继续沿着传送路径飞向阳极,但现在的气体原子已带有正电(因为它损失了一个电子),被阳极排斥,所以它奔向栅极或阴极。当这个带电的原子(称作离子)撞击栅极时,立即会有一个电子从栅漏电阻流过,到达栅极来为它放电。所以,气体电流也被称为离子电流(ion current)。
    放电电子的流动称为漏电流,在栅漏电阻上形成了电位差,并使得栅极变为正极性。Vgk(指Vgk的绝对值——译注)因此而减小,如果栅漏电阻的阻值过大,Vgk的这个变化将变得显著,从而使得阳极电流增大。阳极电流的增大,又导致电子管内部温度升高,令处于高温下的材料释放出更多的气体。所以,离子电流进一步增大,Vgk进一步减小,阴极发射出更多的电子。如此循环,形成了一个自身不断强化的进程,直至电子管损坏。从统计的角度讲,当有更多的电子从阴极流向阳极时,电子与气体原子桕互碰撞的机会更多,因此,流到栅极的正离子电流会随着阳极电流的增大而增大。
    可是,尽管栅极的离子电流令Vgk减小,导致阳极电流增大,但这些增大的阳极电流也产生了一个平衡的作用,因为它会通过阴极偏置电阻凤上压降的增大,而令Vgk增大。
    之前,我们已看到栅漏电阻XC3S500E-4PQG208C在电路上的位置安排,但没有讲到它的取值。从历史上看,栅漏电阻在小信号电路中通常被取为1MQ的值,但在输出级中取值略变小。
    尽量给栅漏电阻取较大的值,这能带来好处,个中原因有以下两个。
    第一个原因是,栅漏电阻与前一级电路的输出电阻相连,构成分压器,从而带来了一些增益损失。这个损失通常很小,但会累积起来。因此,对于具有四级电路的放大器来说,如果原先没有将这些损失讦算在内,得到的整机增益就会明显比预期值小。
    第二个原因是,对于给定的低频截止频率,如果栅漏电阻取值大,就可以允许在电路中使用小容量的级间耦合电容。
    再者,如果我们查看电子管的规格书,将会发现其中列明了栅漏电阻允许选取的最大值。通常会给出两个值,一个是针对电路为阴极偏置方式,另一个是针对电路为栅极偏置方式,后一个值总是比前一个值小(ECC83分别为22MQ和2.2MQ)。之所以有这样的大小差别,是因为在栅极偏置方式下,电子管的工作点不够稳定。为设定栅极偏置方式的工作点,我们所安排的阳极电流和栅极电压,都要针对特定的电子管。
    栅漏电阻名字上的“栅漏”,隐约揭示了电子管与这只电阻之间的相互关系。实际上,确实总有很小的漏电电流从电子管的栅极流到地。其中部分原因是,电子管的栅极总会被一些用于构造阴极发射表面的氧化物弄脏污。气体电流( gascurrent)的存在也是重要原因。气体电流之所以产生,是因为电子管内总会有残留的气体。各个气体原子的布朗运动,使得气体原子均匀散布在电子管内,因此,一些气体原子必定处于电子传送的路径中。当一个高速的电子撞击一个气体原子时,可能有足够的能量让气体原子外层的一个电子释放出去。然后,这两个电子继续沿着传送路径飞向阳极,但现在的气体原子已带有正电(因为它损失了一个电子),被阳极排斥,所以它奔向栅极或阴极。当这个带电的原子(称作离子)撞击栅极时,立即会有一个电子从栅漏电阻流过,到达栅极来为它放电。所以,气体电流也被称为离子电流(ion current)。
    放电电子的流动称为漏电流,在栅漏电阻上形成了电位差,并使得栅极变为正极性。Vgk(指Vgk的绝对值——译注)因此而减小,如果栅漏电阻的阻值过大,Vgk的这个变化将变得显著,从而使得阳极电流增大。阳极电流的增大,又导致电子管内部温度升高,令处于高温下的材料释放出更多的气体。所以,离子电流进一步增大,Vgk进一步减小,阴极发射出更多的电子。如此循环,形成了一个自身不断强化的进程,直至电子管损坏。从统计的角度讲,当有更多的电子从阴极流向阳极时,电子与气体原子桕互碰撞的机会更多,因此,流到栅极的正离子电流会随着阳极电流的增大而增大。
    可是,尽管栅极的离子电流令Vgk减小,导致阳极电流增大,但这些增大的阳极电流也产生了一个平衡的作用,因为它会通过阴极偏置电阻凤上压降的增大,而令Vgk增大。

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