Приёмно-усилительная лампа

Приёмно-усили́тельная ла́мпа (ПУЛ), электронная лампа, предназначенная главным образом для усиления, детектирования (выпрямления) и преобразования частоты электрических сигналов в диапазоне до 300 МГц, а также для генерирования электрических колебаний малой мощности в различный приёмных, усилительных и измерительных радиотехнических устройствах. Исторически первой ПУЛ явился вакуумный диод, изобретённый английским учёным Дж. А. Флемингом в 1904 г. Созданный Л. де Форестом в 1906 г. триод, в котором при помощи управляющей сетки впервые было осуществлено электростатическое управление свободными электронами, послужил родоначальником всех последующих конструкций ПУЛ. Вслед за триодом были сконструированы тетрод и лучевой тетрод, а затем пентод – наиболее распространённая разновидность ПУЛ. Последующие разработки ПУЛ направлены главным образом на интеграцию функций различных ламп в одном баллоне с целью упрощения радиотехнической аппаратуры и улучшения её эксплуатационных характеристик.

Конструктивно ПУЛ представляет собой вакуумированный баллон, в котором помещена система электродов, присоединённая контактной сваркой к вакуумно-плотным выводам прибора. Необходимый для нормального функционирования катода вакуум (порядка 10^–7 –10^–5 Па) обеспечивается введением в ПУЛ геттера.

Развитие и совершенствование ПУЛ велось в основном в направлении повышения предельной рабочей частоты до нескольких ГГц (достигается миниатюризацией электродов, уменьшением расстояния между ними), улучшения электрических параметров и повышения долговечности лампы, а также обеспечения работоспособности при механических воздействиях.

Для улучшения важнейших электрических параметров ПУЛ (в первую очередь повышения крутизны анодно-сеточной характеристики) был применён принцип, предложенный в 1913 г. И. Ленгмюром, заключающийся в образовании (при помощи дополнительной, расположенной у катода сетки с положительным потенциалом) виртуального катода. Такие ПУЛ, получившие название ламп с катодной сеткой, выпускались для широкополосных и электрометрических усилителей. Другой путь – использование явления вторичной электронной эмиссии. В этом случае в лампах (обычно тетродах или пентодах) за сетчатым анодом размещается динод, обладающий высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии σ. В лампах со вторичной эмиссией величина анодного тока, а следовательно, и крутизна анодно-сеточной характеристики возрастают (по сравнению с обычными ПУЛ) в σ раз. Такие ПУЛ применяются в основном для усиления импульсных сигналов.

Основные технические параметры ПУЛ:

• напряжение подогрева катода (обычно в диапазоне 1,2–12,6 В);
• анодный ток (как правило, до 150 мА); максимальная мощность рассеяния на аноде (до 25 Вт);
• крутизна характеристики (1–40 мА/В);
• коэффициент усиления (5–2000);
• внутреннее сопротивление (10³ –10⁶ Ом);
• интервал рабочих температур (от –60 до +200 °C для ламп со стеклянными баллонами и от –60 до +500 °C для ламп с керамическими баллонами) и др.

С 1960–1970-х гг. ПУЛ активно вытесняются полупроводниковыми приборами. ПУЛ повышенной надёжности находят применение в радиоаппаратуре, подвергающейся воздействию радиации, работающей при повышенных температурах, механических нагрузках (в том числе при вибрациях), а также в аппаратуре специального назначения.