SJ Z 9010.15-1987 电子管电性能的测试 第15部分：寄生和不需要电极电流测试方法.pdf

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1、中华人民共和国电子工业推荐性部标准S J /Z 9 0 1 O. 1 5 8 1 IEC 151 15(196 1) 1 5部分z寄生和不需要电摄电方法试Measurements of the eJectrieaJ ,properties of e J ec t roni e t ubes a n d va J v e s Par15,Method. of measurement of spurious and unw矗nted el ect rode cur rent s 国本文件是以质的推荐文件，因为生和不需要电极电流的以这些原理为基行实践为基础.它并不作为标准性结果必须在喂定的公差以内比

2、坡，对测试方法剧本文件并不加详细的说明用于充气自2 基本在工作的电子营中，可能发现寄生的和，并可能引起某种效应而与正常的阴撮发射的电施是由下列一种或多种原因引起盹事 ) b) 阴极以外的无某一电极的二次发射. c ) 有电位差的元件之间漏电OIL。d) 剩余气体的电电摄电流流过，通常为小的敬!起的效应不同.这种寄生e) 各种外部辐射引起的发射倒韧s光电发射)0 由于这些效应受各个元件的温度影响很大，必须注意在!哥保证电子管保持在所要求的工作条件.5 一量定义3. 1 正栅流一一一一-一._-_, 一甲华人民共和自电子工业部198709 14 * 1 骨8J/Z9010.15 87 当电子从栅极

3、端头流向外部电3. 2 负栅流当电子从外部电路流向3. 3 一次发射电流由表面强度、表面3. 4 热电子发射电流只由发射表面温度而引起的电子发射电流。3. 5 二次发射电由电子或离子轰击表面直接引起的电子发射电流。实际上这个术语是包括从表面反射的一次电子和从它上茧离开的二次电子，3. 6 漏电流工EV07 27 75) (或绝缘电撞在两个或两个以上电极之间以任何途径流经电极之间过的传导电流。3. 7 离子电流由剩余气体的分子产生3. 8 热丝和阴极之间的电流当热丝和阴板之间有一个电位是时，在它们之电流和从热丝及阴极上电子发射引起的任何电流。3. 9 二极管中的反向发生。阳极产生的热电子发射.极

4、电流定立为正的。极电流定义为负的。接引起的电子发射电流。表面加上电场而时，极端头时， 外电子所引起的电流。空间的正收一个电。这个术语包流过的电负4 的电流有关。在图1中示出了改变，阴极一热镜电EkFi+ ;il-ir -ii-6141011ili-1J 一年十一一?寸-十一-r介:4. 1 原理需生电流的特殊情况与电子管第一栅或控极i缸饨时，典型的控制栅电流曲线的形状。+铠缘也流!上一I E * 2 告告图l一一典唱的423:51!栩电溃的主13主SJ/Z90 10. 15 87 这个曲线表示了几种效应z在A-B区域，负电流以同样的趋向随所加电位而变化，而且一般是由流过绝件表面的漏电所引起，也

5、由栅极上热电子发射或光电发射所引起。在B-C区域，栅极电流主要是由电子管中剩余气体电离所引起，而且它的单接随阴极电流而变。当栅极电位负值变得更小时，控制栅负电流则随之增加，这是因为当控制栅电位负值太小时，邻近这个电极缓慢飞行的电子被收集，就有一个附加电流在反向流过。当控电位负值变成较小和随后变成正值时，上述皱应加，并且表示在C-E区明注一一由图1看出，在某一流起动电压或确流截止电压.的电位D.电.开始变成E约，这个电位通常在某些尝型约电子营中，需雪喜测远这个电位，而为着实用的贸利，采用的电位使用小的控制j王电流流过奇才子接收誓，通常在O.1A罪o0.8J.之阂).应当注意，当其它电饭已经加上电

6、位对，将l电i嚼起动电压可能稍有差别，因此，测试条件应该加以现定.4. 2 测试方法4. 2. , 直读法电子营的连接如图2所示给出一个五例子): Vg1 R -图2一一拥j革负栅流的电路z直读法M，一一测量栅流的微安M2一一测量栅压的伏特表v a Vg2 R一一保护电阻，这个电阻的数值和测量仪表的电阻加起来必须不太高，因均电流流过它就会显著地改变所加的栅压。否则必须估计所引起的电压阵。可以用一个真空啻伏特表来代替微安表来测量电阻R上的电压阵。* 3捺SJ/Z90 10. 15 87 4. 2. 2 补偿法根据给定电阻上的电压降嘀定栅摄电施。电子臂的连接如图8所示。s v a Vg10 -飞V

7、，).， R 图S一一测量负栅流的电路z补比一-测量栅臣的伏特囊，M1一一测量阳极电拢的安培矶，R-已知的高值典型值为10 S-短路电咀R用的开关.在开关闭合时，将电路调到满足既要求的阻接到跚极电路，通过把栅跟电压降到更负的的阳摄电流增加。栅般电梳能够确定为z6Vgl R 电阻，条件.然后打开开关，将栅跟电VglO)来校正由此而引起1 gl = 式中s6Vg1为栅臣的变化.对于更精确的测试，可以用一个相反的方法用更灵敏的指示仪器.在这种情况下，使用两个确的调节和测试。电流值，这个方法允许使压电源串联是方便的，它允许更4. 3 负栅流的分析已在4.1小条中叙述的所有栅极电流成分都没分析时，需要作

8、某些简化的假定。在附录中给出一种列假定为基晒2确的让析方法。当试图这快速的分析万法，而以下、.，、，、，aLUC 的放射成分与栅压无关有一个饱和状态)0 电流性质符合欧Vgl变化的影响与Va( 。Vg，)变化的影响相比可以忽略不计.骨4* S.J / Z 90 10. 1 5 87 注-一光电发射电流可能掩盖低电流的测量.当可见光从外部光源投射jtJ啻子，上时，由电流变化就能检缝这种发射.如果电流不发生变化，可以假定光电发射忽略不计.5.栅极热电子发射5. 1 在工作期间，当栅极电位为正时，控制栅受到辐射和电子轰击的加热o.从而，ilul i支可达到一个使栅极开始热电子发射的水平.因此，当栅极

9、相对于这些电极为负itJ，电子就可以从栅极流到其它电惧。.:(f T.作中，多栅管的帘栅极可能变得非常热以致发射电子，而测量这个发射与帘栅JE散的功率的关系者时是者用的.5. 2 测试方法5. 2. 1 控制测试栅极热电子发射与栅极辑散的关系司以利用菌4a所示的电路来完成。在这个it置中，被测电子臂的控制栅受到交流电源的加热，在每个交流半周，通过流器1和仪表AI0在相反的学周，与整梳器Dz串联的仪表Aa指出栅极热电子发射租漏电流，如果存在的话).伏特表V和安培表AI可以用一个瓦特表代来自接读出控制栅的耗散见图4b ) 0 。-管D. 。国4a长5长SJ / Z 9 0 1 O. 1 5 87

10、。被测管R 。-D. D. 图4b一一测试跚极热电子发射的另一电路如果需要，槽极发射能够在阳极加热到它的正常工作温度下测量。这种拥硅用的合适电路示于图5中。阳极变压1 5 -一国5一一其它电极阳极在正常工作温度下，试栅极热电子发射的电在这个电路中，机械的戎电的开关装置S接人栅缸电路中。S在位置1，栅极在一个半周加热，而阳极在另一个半周加热，当各电极已经达到工作温度时，然后将开关i度到位置2，这时，栅极通过仪表(A1 )接到足够负的电压使阳极电流止。于是就可在仪表Al上读出。栅极热电子发射包括漏电流，如果存在的话。* 6 oi号SJ/Z9010. 15 87 一一一5. 2. 2 帘栅极测量帘栅

11、极热电子发射与功率提散的关系吁以利用图6中所示的电路来完成。利用合适的整流器和交流电源，在正半周期间使帘栅极加热，而在负半周期一次发射。将适当的直流阳极电压和控制栅电压加到被测的管子上，通过调节变压器的电压和读出仪表A1立的电流及伏特表V上的电压来使帘栅耗散调到所需要的电平。D1是一个整流器，它的阻抗比较帘栅版电路的阻抗是很低的。仪表A2的电流读数是帘栅摄次发射电流通常为几微安。伏特表V和安培表AI可以由一个瓦特表来1、宵。在某些情况下，这个电路的简化形式不用直流电阴极)会得到布用的数据。被测管D, 。 而将阳极和控制-一-一-一-一6 试帘栅极热电子发射电流的电路6. 二次发射6. 1 接到

12、由于电子轰击结果从栅极表面产生的二次发射是当栅极上加蕃足够正的电位时发生的一种现象。当一次电子流到栅极时，二次电子则从栅极流到其它更正的电极。在栅极外部电路中，轰击电流和二次发射电流在相反的方向流，而在仪表七只能观察它们的差值。对于某些应用，相当大的栅摄二次发射由于减小了栅损，激励功率，叮能增加输出和效率。但是二次发射也可能由于妨碍纯性放大的实现成引起寄生振渴而干扰电子管工作。当栅极工次发射数值使栅极特性产生一个负的动态、邸，阻区域时参它就司能造成有害的效果。这个现象由工g/Vg曲线的iEi斜卒证明，或者还由栅南倒句来证明。栅ijLF二次fL射71栅E皮特性曲线的影响示于酬7中，因中言自8条L

13、ii线的区域为* 7 * SJ / Z9 010. 15 - 87 负电阻区域。这些曲线可能取决于其它电极的工作条件，还取决于各个栅极的特性。+ I g -+ ，卡A t i千.r L.!: 线1一无明显的工次发射电流.曲线Z一二次发射电UI.线S一大量的二次发射电流.图7一一膏和没有二次发射时栅流对栅压的特性曲线6. 2 测试方法6. 2. 1 比较法 2 I 3 极上二次放射的性曲线或用静态方法检存在的二次发射的相不能直接测出。但是，可以用观寨示波器上瞿示的栅极持特性曲线上一点或几点与同样型号管子相比来确定所。如果使用静态方法，必须选择电极电压，使电极中不致产生过量的热耗散。6. 2. 2

14、 计算法如果已知达到电极上的热电子电流的分布，则特性曲线上任何点的栅极二次发射:日战吁以计算。7.用极的热电子发射7. 1 原理传8* SJ / Z 9 0 1 O. 1 5 8 7 如果陆极的起散很大，以致引起加热到足够高的温度能使它产生热电子发射，则当其它电极电位对阳极为正时，释放的电子就可以流到其它各级。在二极管中，这种妓应称为反向发射。7. 2 测试方法7. 2. 1 二极管适用于测试反向发射的基本电路示于图8中.pt2a R, c 0, 。.R. 8 反向发射电流的电子管作为半波整流器工作并加上负载R1和C。而Dl是一个整疏器，它的阻扰比电子营的阻抗低得多，整流器D嚣的阻抗可以高于D

15、l的阻抗。R 2是一个限流电阻，在被测管跳火时保护电表A，。当电子管阳极为正时，D 1的阻抗比电子管的阻抗低得多，而电路的时间常数并不肪碍.在负周期中，反向发射引起的电流和漏电通过D2和电表A2惯送。如果由A2测得的反向电流对于Al测得的电子管输出电流画成曲线，这个曲线就是图9中所示的形式。导9.，导SJ / Z 9 0 1 O. 1 (, - 8 7 一一一一一一叫YM叫ttuf / -+ / J / 十/ , / / , / A r 8 -.4.-_ E 锢-_亏严/ . c .; -电流子2一阻俊漏!f流。AEF一总反向电流aCD一反!fz发1盟，流.图9一一阻性蝇电流和反向发射电流合成

16、的典型曲线在输出电流数值低时，反向电流完全由福电流所组成，其数值嗤输出电流的加ffD有威小的倾向。这种减小是由于跨在电子管上的峰值反向电压的减小而产生的。当面;i;电流培训和阳梅的温度主升时，来自阳极的热电子发射就可能迅速增加，如圈9中CIJ曲线所示z上述两种放应的组合构成了典型的ABF曲线，也示于国9中。7. 2. 2 晶控营阳极上的热电发射与稳散的关系可以用测量帘栅极热电子发射、所用梅同方法来道，而在相同的电路中圄6)t电子雷阳极和帘栅极的连接散倒过来。8.收间绝8. , 极!同绝缘不好一般是由绝缘件质量差、绝缘表面状态或边缘表面t的导电层普10* SJ / Z 9 0 1 O. 1 5

17、8 7 从电极上在发ii材料、f肖气剂、小的灰尘控子或在电极之间沉积的其它材料引起的。需要规定热丝或灯丝电压和测量漏电流时加到每个电极上的电压，因为漏电流值受强度影响，并不经常直接随电压而变化。8. 2 测试方法热丝应该接到明板。被测营应在用于要求的条件下适当地预热。8. 2. 1 两个电握阔的绝电子管在所要求的条件下，在两个规定的电极之间加上一个电压，其它电极保持浮动。测量这两个电极之间流过的漏电梳如图10所示。图10 一甲一-呼-1-幅试两个电极之阁绝缘电流的典型电路8. 2. 2 一个电极和所有其它电极之间的绝电子管在所要求的条件下，一个规髦的电极和所有其它连在一起的电极之间加上一个电压

18、，然局按照图11所示的世路掏出蘸电梳。一-一-图11一一测试个电摄和所有其它电极之间绝撮电流的典型电路8. 3 注意事项8. 3. 1 测试结果的精确度一般并不需要达到很高的精确度，但是也应注程某些事项。因为被测的绝镰电阻数11自一般很大，就需要保证剧量设每本身的绝主捷报仔。铃11祷SJ/Z90fo.15 87 当插座的测量瑞之间单独的痛电流不可忽略时(管子不在位置上).这个剩余电流应该从测得的数值中减去。必须注意保证捕电流的数值不受被测营表面k形成的蒸汽薄摸的影响，这个由于进行测试的室内环境条件造成的。在测试期闯不管怎样注:穗，一般再现良好的结果。8. 3. 2 保护一般噩很小的，但是，当绝

19、缘不好时也可能流过大电榄突然l可如果需要，可以使用保护装置与电梳测量仪表连接。这种装置的特性应不敢著地影响测量的精确度。8. 3. 3 离于电流和电极发射在漏电榄测量中不应包括离子电流和从电极上发射的电子流。当断开热丝电ff时，注意漏电梳如何变化可以检验电极发射电流的存在，由于电极温度的下降，洲的电流比较快地减小就可能是表示电子发射的存在。贸加详细的检验可以按照4. 3小条所述进行。8. 3. 4 外部屏蔽?当测量电子悍的绝缘时，接到背基插脚，上的任何金属底摄或隔离罩或金属涂层都应作为一个电极考虑。9热丝和阴极之间的电9. 1 原理如果将热绍一凶极电流对所加电压绘成曲线，通常得到图12所示的曲

20、线形式e均i-电流+ 怜, 。叫C! -. -+ B i l -一一甲山月被一委主主主也宝1/ 啕- I A I I 吨. -阁12一一热丝一阴极绝缘电流的典，气47iY:传12祷SJ / Z 9 1 O. 1 5 87 -吨，这个曲线可以占南段或三段不同的部分所组成，在AB段，阴极对热丝为负的，在B一.C一小段，阴极对热丝为正的而在这里阴握一热丝电流的增证率可能高，在CD段阴极一热丝电流有达到悔和自由倾向，或者在热丝一阴极电位差增加时，也只比较慢地增加。某些特殊的阴极一热丝系统可能显示的电流特性与这个例子大不相胃。9, 2 测试方法在这个测试中，阴极和热丝之间可以或交流电压。随便哪一种情况，

21、阴极和热丝以外的电极通常保持浮动。对于热丝电压不跑过35V的电子管，可以使用交流或宦诫如热F对于热丝电压高于85V的电子管，只应使用交流加热。在直流加热的情况下，热丝电压的正端应该接到较高标号的热丝捶脚上。9. 2. 1.直流电压，测试以规定的极性把所要求的草流电压加在阴摄和较高标号弗丝插脚之间，而在它们之间流过的电流按图18月汗示的电路测试。-一18 -盲流测试热丝一明极绝攘的电路在给定的电压下可能要经过某些时间电榄才趋于确定，因此，占到持续时间。如果经过一个周期就蹦出所加电压的数值和方向，应。9. 2. 2 交流电压的测试可能需雯现定可能发生滞后效在电子管南极和热丝之间加上所要求的交流电压

22、，而跨在负载电阻RI 1二的电T。按图14所示的电路。普13长SJ/Z9010. 15 87 一一一二一-肉，AC oDC R1-负载电阻.R.-电c .合电容器V.-跨在负 F号，c 上的电J.i.阁14-交流丝一阴掘绝缘的电路T O + v 。如果:古窑，可将一个规定数极性的直梳电压与交揣测试电压串联.常，这些电压是加在阴极之阅.丝电路的中心点热锺电位器R2的中心轴头l虽然，习惯上是翻出电压v0的有效值，也可lli M!l注的情况下，当电容测试结果是不可忽略时，就应它的峰值.在交流电它的姓应.* 14 i SJ / Z 9 0 1 O. 1 5 8 7 一附负电流的分析方法当分析栅极负电流

23、时，成的影响。假定21 )发射成分是不变的具有个饱和状态), 要尽可能快地进行各种测试，以避免电恒温噎变化活2 )漏电流性质符合欧姆定悍3) Vg1变化的影响与Va(或Vg2 )变化的影响比较可以忽珞不计。因此快的方法之一如下z管在规定的条件下预热以后，测量栅极电压Vg和总栅掩主1。因此工1=1gk+工ag+1e+工i(j) 式中:19k一一栅一阴漏电引起的栅流成分:庄始时ei偏起工工工栅到将调始它开将后且矶山和所有正电极之间漏电引起的栅流成分发射引起的栅流成分电离引起的栅攘成分1Ji到一个数值使隅极电流完全截止，因而也I:止了离子电摊，压的一个简单的倍数，其最终值为口Vg。在这些条件下，测出

24、总电流工E于是工=n工幸k+工ag+工et2J 在测量12相同的条件下，如果将所有正电槌突然断开，就J肖峰了栅掘和所有正电愤之间的漏电，然后测出嚼施工a: 因此1a=n1gk+工e(3) 保留正电极断开，将偏压的数值加倍，再翻出1 : 因此工.=2n工gk+工e(4) 根据这四次测量，总栅械的四个未知成分就可以t拌。极和阴极之间漏电流引起的栅流成分根据方程式(3)和(4)得到z1. 13 工gk=一一一一-(5) 口极和，珩呀有正电极之间漏电引起的栅流1ag =工2-I，(6) 发射引起的栅流成分根据方程式(:3)相(刮得到z1e =2I8-I4 (7; * 15铃S.J / Z 9 0 1 O. 1 5 8 7 电离引起的栅流成分根据方程式;nJg(7z 工s-l.工i=工1-工2-18导工4 n 取且=1 0或曹大，方程式(8)中最后一项可所忽略不计，因此z工i=工1-工2-18+工4(8) (9) 铸16提