Триод что это простыми словами
Триод: подробно простым языком
Триод — электронная лампа с тремя элементами, которыми являются: катод, анод и управляющая сетка. Управляющей сеткой является тонкий металлический провод, обычно никель, молибден или железо, который окружает катод.
Схема триода в разрезе
Принцип действия триода
Когда триод проводит ток, электроны, двигаясь от катоду к аноду, вынуждены проходить через отверстия в управляющей сетке. Посредством подачи небольшого отрицательного потенциала на управляющую сетку через ножку на основании лампы, можно управлять количеством электронов, пролетающих от катода к аноду. Отрицательный потенциал, подведенный к сетке управления отталкивает часть электронов, но остальные проходят через открытое пространство между проводами и движутся к аноду. Таким образом, протекание тока через лампу и внешнюю цепь может управляться отрицательным потенциалом, поданным на сетку управления.
Источником питания лампы является источник постоянного тока. Источник постоянного тока подсоединен к катоду и аноду так, что анод имеет положительный потенциал по отношению к катоду.
В то время, когда переменное напряжение на входе сетки проходит через свой положительный полупериод, напряжение на сетке управления становится менее отрицательным по сравнению в катодом, так как положительное входное напряжение вычитается с отрицательного потенциала сетки управления. В результате отрицательный потенциал на сетке управления уменьшается, и большее количество электронов освобождается из пространственного заряда и движется через сетку к аноду. Протекание тока через лампу усиливается.
Протекание тока в триоде
В то время, когда входное напряжение переменного тока на сетке проходит через свой отрицательный полупериод, напряжение на сетке становится более отрицательным по сравнению с катодом, потому что оно складывается с предыдущим отрицательным потенциалом на сетке. Поэтому, очень малое количество электронов покидают пространственный заряд, что уменьшает количество электронов, движущихся к аноду. Ток через лампу уменьшается.
Значение слова «триод»
[От греч. τρι- — три (в сложных словах) и ’οδός — путь]
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
Наименование триод в 1950—1970 годах, во времена становления полупроводниковой электроники, также употреблялось и для транзисторов — по числу выводов, часто с уточнением: полупроводниковый триод, или с указанием материала: (германиевый триод, кремниевый триод).
Триоды были первыми устройствами, которые использовались для усиления электрических сигналов в начале XX века.
Нелинейность вольт-амперной характеристики триода пропорциональна квадратному корню из третьей степени величины тока анода, то есть она имеет более высокую линейность, чем полупроводниковые транзисторы XX века. Благодаря этому вакуумные триоды вносят минимальные нелинейные искажения в усиливаемый сигнал.
В ходе дальнейшего совершенствования триода были разработаны многосеточные лампы: тетрод, лучевой тетрод, пентод и другие.
В настоящее время вакуумные триоды практически полностью вытеснены полупроводниковыми транзисторами. Исключение составляют области, где требуется преобразование сигналов с частотой порядка сотен МГц — ГГц большой мощности при небольшом числе активных компонентов, а габариты и масса не столь критичны, — например, в выходных каскадах радиопередатчиков. Мощные радиолампы имеют сравнимый с мощными транзисторами КПД; надёжность их также сравнима, но срок службы значительно меньше. Маломощные триоды имеют невысокий КПД, так как на накал тратится значительная часть потребляемой каскадом мощности, порой более половины от общего потребления лампы.
Также на базе ламп всё ещё делается некоторая часть высококачественной акустической усилительной аппаратуры классов Hi-Fi и Hi-End, несмотря на то, что фиксируемый приборами коэффициент нелинейных искажений у почти любых современных транзисторных приборов во много раз меньше, чем у ламповых. Несмотря на высокую стоимость, такая аппаратура весьма популярна у музыкантов и аудиофилов благодаря её так называемому более «тёплому», «ламповому» звучанию, которое якобы воспринимается человеком как более естественное и близкое к тому, что было при записи исходного звука. Триод — простая по конструкции лампа, имеющая при этом высокий коэффициент усиления, поэтому она хорошо вписывается в один из принципов построения альтернативной звукотехники — принцип минимализма, то есть предельной простоты аппаратуры.
ТРИО’Д, а, м. [от греч. tri — трех- и hodos — путь] (радио). Электронная лампа с тремя электронами.
Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
трио́д
1. электронная лампа, позволяющая входным сигналом управлять током в электрической цепи
Делаем Карту слов лучше вместе
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я обязательно научусь отличать широко распространённые слова от узкоспециальных.
Насколько понятно значение слова непреложный (прилагательное):
БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА
Блог судового электромеханика. Электроника, электромеханика и автоматика на судне. Обучение и практика. В помощь студентам и специалистам
28.02.2014
Что такое триод? Устройство и принцип действия триода. Усилители на триодах
При рассмотрении двухэлектродной лампы было установлено, что ток в ее анодной цепи зависит от электрического поля вблизи катода и управлять величиной анодного тока можно изменением либо анодного напряжения, либо напряжения (тока) накала катода. Причем для небольших изменений анодного тока необходимо в широких пределах изменять напряжение на аноде или затрачивать больше мощности на накал катода.
Трехэлектродная лампа (триод) является прибором, в котором можно управлять током анода с помощью небольших напряжений, подаваемых на управляющую сетку. У современных триодов расстояние между сеткой и катодом равно 30—60 мкм. Так как сетка С (рис. 1,а) расположена к катоду К значительно ближе, чем анод А, ее влияние на ток анода во много раз больше, чем влияние анода. Таким образом, небольшие изменения сеточного напряжения могут сильно изменять сеточный ток.
Для простоты рассуждений воспользуемся плоской конструкцией триода (рис. 1,б). Допустим, при отсутствии тока в лампе потенциал сетки равен —8 В (кривая 1 на рис. 1, в, г). Чтобы повысить потенциал сетки до —5 В, необходимо напряжение на аноде увеличить, например на 100 В (кривая 2). Чтобы еще больше увеличить ток в лампе, нужно потенциал анода увеличить еще, например, на 100 В, т. е. до значения 200 В (кривая 3). Тогда потенциал сетки будет —2 В. И, наоборот, достаточно сообщить потенциал сетке —2 В, чтобы уже при Uа = 100 В получить ток такой же величины, как и в диоде при Uа = 200 В.
В данном случае поле вблизи катода одинаковое, а изменение потенциала сетки на 3 В вызывает такое же изменение анодного тока, как изменение напряжения на аноде на 100 В, т. е. управляющая сетка в данном примере влияет на ток анода в 33 раза сильнее, чем анод. С точки зрения наилучшего усиления потенциал сетки должен быть отрицательным, так как в этом случае почти все электроны, излучаемые катодом, достигают анода, а сеточный ток равен нулю. Сеточные и анодные характеристики выражаются зависимостями анодного тока от напряжений на сетке и на аноде соответственно.
Из сеточных и анодных характеристик можно определить три основных параметра триода:
называемая крутизной лампы, показывает, на сколько миллиампер увеличивается ток лампы при увеличении напряжения на сетке на 1 В;
определяется отношением изменения анодного напряжения к изменению анодного тока;
показывает, на сколько вольт нужно увеличить анодное напряжение при изменении сеточного напряжения на ΔUc = — 1 В, чтобы анодный ток остался неизменным.
Все три параметра лампы связаны уравнением
У современных триодов: S = l,25-6 мА/В; Ri = 1-70 кОм; μ = 2-100.
Усилитель на триоде
Схема простейшего усилителя на триоде и его характеристики представлены на рис. 2, а, б. Для уменьшения влияния сеточного тока от батареи подается постоянное смещение Ес.
Сопротивление Rc утечки сетки, обычно равное 0,5—1 мОм, служит для того, чтобы электроны, попавшие на сетку, стекали на катод.
При подведении положительного сигнала Uвх на сетку сеточное напряжение возрастает, отрицательное поле сетки уменьшается, а число электронов, попадающих на анод, и анодный ток увеличиваются. При правильном выборе анодной нагрузки Ra выходное напряжение Uвых = ΔIаRа значительно больше входного. Величина
называется коэффициентом усиления напряжения. В триодах он достигает 100. Для увеличения коэффициента усиления применяют несколько ступеней (каскадов) усиления, т. е. выходной сигнал схемы рис. 2 подают на вход второго усилителя и т. д.
Трехэлектродные лампы применяют для усиления тока, мощности, напряжения и для генерирования электрических колебаний в различных схемах автоматики. Маркируют триоды буквой С, двойные триоды — буквой Н (например, 6С19П, 6Н7 и т. д.). Триодам присущи недостатки, которые устранены в четырехэлектродных лампах (тетродах) и пятиэлектродных (пентодах).
Триод
В электротехнике широко используются различные виды электронно-управляемых ламп. Каждое из этих устройств имеет определенное количество электродов и способно пропускать электрический ток лишь в одном направлении. Название каждой лампы зависит от количества электродов, из которых она состоит: два электрода – диод, три электрода – триод, пять электродов – пентод и т.д. Благодаря своим качествам, они способны исправлять переменный ток до нужных параметров, регулировать частоту и выполнять множество других полезных функций.
Общее устройство триода
Конструкция и принцип работы триода отличается от диода наличием дополнительного управляющего электрода, называемого сеткой. Она располагается между анодом и катодом, обеспечивая управление электронным потоком путем изменения размеров и полярности напряжения между ней и катодом. Поэтому третий электрод данной лампы известен всем, как управляющая сетка.
Трехэлектродные лампы – триоды были созданы с целью расширения возможностей управления электронным потоком, эмитированным катодом. По своей сути каждый из них это вакуумный триод, в котором поток электронов управляется электрическим полем, созданным с помощью третьего электрода.
Все конструкция, состоящая из нескольких элементов, помещается в стеклянный баллон. Управляющая сетка С расположена между двумя электродами – анодом А и катодом К. Конструктивно она выполнена в виде спирали или сетки из проводников, переплетенных между собой. Соответственно вся система обозначается так, как это представлено на схеме. Такие обозначения приняты во всех радиоэлектронных схемах.
Сами провода изготавливаются из вольфрама, никеля или молибдена. Разогрев катода осуществляется с помощью цепи накала, а цепь анода позволяет создать поле, ускоряющее электроны. В основном вакуумный триод отличается от диода дополнительной возможностью управления анодным током за счет изменяющегося напряжения между катодом и сеткой. Теперь нужно рассмотреть, как работает это устройство.
Принцип действия трехэлектродной лампы
Поле, создаваемое управляющей сеткой, оказывает влияние на анодный ток. Под управлением находятся электроны, эмитированные катодом в виде пространственного заряда. Степень воздействия зависит от расстояния того или иного электрода до катода. Поскольку расположение управляющей сетки получается ближе к катоду по сравнению с анодом, соответственно и влияние ее электрического поля на заряд катода будет выше, чем у анода. Этим свойством обладает каждый вакуумный триод.
Дополнительно сетка выполняет функцию своеобразного электростатического экрана между анодом и катодом. Поэтому электрические силовые линии, создаваемые полем анода, не в полном объеме достигают катода, поскольку они частично замыкаются на сетке. Таким образом, действие поля анода на заряд катода соответственно уменьшается.
Во время прохождения электрического тока по триоду движение электронов осуществляется в направлении от катода к аноду. При этом, они обязательно проходят сквозь отверстия управляющей сетки, которую имеет каждый вакуумный триод. Если на нее подать в небольшом количестве отрицательный потенциал через ножку в основании лампы, то в данном случае появляется возможность регулировки числа электронов, движущихся от одного электрода к другому. В этом и заключается принцип работы этих устройств.
Действие отрицательного потенциала, подведенного к сетке, вызывает отталкивание некоторой части электронов. Другие электроны, попавшие в триод, все равно преодолевают открытое пространство между электродами и движутся в направлении анода. Таким образом происходит управление течением тока через лампу и внешнюю цепь с помощью отрицательного потенциала, поданного на сетку.
В качестве источника питания вакуумный триод использует постоянный ток. Его источник подключается к электродам по такой схеме, что анод обладает положительным потенциалом относительно катода.
Что такое триоды и где они применяются
Триод является полупроводниковым транзистором. Они имеют такое же назначение, как и ламповый триод. Они усиливают и генерируют колебания. В сравнении с обычными лампами они имеют некоторые преимущества. Они имеют длительный срок эксплуатации, прочны, потребляют намного меньше электроэнергии, имеют меньшую температуру работы.
Полупроводниковый триод является пластинкой, изготовленной их германия или кремния, которая состоит из трех областей. Крайние две из них имеют одинаковую проводимость, средняя часть – противоположную. В статье будет подробно описана структура, метод изготовления, сфера применения триодов, а также как их использовать на практике. Дополнением служат два ролика и одна научно-популярная статья, которую можно скачать.
Как работает устройство
Воспользуемся нашим самодельным диодом, поместим между его катодом и анодом сетку примерно в том виде, какой она была в первых конструкциях радиоламп. Получится триод. Присоединим к его электродам накальную и анодную батареи. В анодную цепь включим миллиамперметр, чтобы следить за всеми изменениями тока в этой цепи. Сетку временно соединим проводником с катодом. В этом случае сетка, имея нулевое напряжение относительно катода, почти не оказывают влияния на анодный ток: анодный ток будет примерно таким же, как в случае с диодом.
Удалим проводник, замыкающий сетку на катод, и включим между ними батарею с небольшим напряжением, но так, чтобы ее отрицательный полюс был соединен с катодом, а положительный — с сеткой. Эту батарею назовем сеточной и обозначим Бс. Теперь сетка находится под положительным напряжением относительно катода. Она стала как бы вторым анодом. Образовалась новая цепь — сеточная, состоящая из участка сетка — катод, батареи Бс и соеденительных проводов.
Имея положительный заряд, сетка притягивает к себе электроны. Но набравшие скорость электроны будут перехвачены силой притяжения более высокого, чем на сетке, анодного напряжения. В результате анодный ток станет больше, чем тогда, когда сетка была соединена непосредственно с катодом. Такой же прирост анодного тока можно было бы получить за счет повышения анодного напряжения, но для этого пришлось бы в анодную батарею добавить в несколько раз больше элементов, чем имеет сеточная батарея.
Если добавить к сеточной батарее еще два-три элемента и тем самым увеличить напряжение на сетке, анодный ток еще больше возрастет. Значит, положительное напряжение на сетке помогает аноду притягивать электроны, способствует росту анодного тока.
С повышением положительного напряжения на сетке увеличивается анодный ток лампы, но одновременно растет и ток сетки. Может случиться, что при некотором довольно большом напряжении на сетке ток в ее цепи станет больше анодного. Это объясняется тем, что сетка, находясь ближе к нити накала, притягивает к себе электроны сильнее, чем удаленный анод. В этом случае вылетевшие из нити электроны так разделятся между сеткой и анодом, что большая часть их придется на долю сетки. Такое явление крайне нежелательно для работы лампы — она может испортиться.
Теперь поменяем местами полюсы батареи Бс, чтобы на сетке относительно катода было отрицательное напряжение. Посмотрим на стрелку миллиамперметра. Она покажет значительно меньший анодный ток, чем в предыдущем эксперименте. Почему анодный ток резко уменьшился? На пути электронов оказался отрицательно заряженный электрод, который препятствует движению их к аноду, отталкивает электроны обратно к катоду. Часть электронов, обладающих наибольшими скоростями, все же «проскочит» через отверстия в сетке и достигнет анода, но число их будет во много раз меньше, чем при положительном напряжении на сетке. Этим и объясняется резкое ослабление анодного тока.
Полупроводниковый триод представляет собой пластинку из кремния или германия, состоящую из трех областей. Две крайние области всегда обладают одинаковым типом проводимости, а средняя — противоположной проводимостью. Триоды, у которых средняя область обладает электронной проводимостью, сокращенно называются триодами типа р — n — р; триоды, у которых средняя область обладает дырочной проводимостью, — триодами типа n — р — n.
По мере увеличения отрицательного заряда на сетке ее отталкивающее действие на электроны будет возрастать, а анодный ток — уменьшаться. А при некотором достаточно большом отрицательном напряжении на сетке она не пропустит к аноду ни одного электрона — анодный ток вообще исчезнет. Следовательно, отрицательное напряжение на сетке «закрывает» лампу. Изменение Напряжения на сетке оказывает в несколько раз более сильное влияние на анодный ток, чем такое же изменение напряжения на аноде лампы.
Сетка управляет потоком электронов, летящих от катода к аноду лампы. Поэтому сс называют управляющей. Это свойство триода и используется для усиления электрических колебаний. К участку сетка — катод лампы, т. е. в цепь сетки, подается переменное напряжение Uс, которое надо усилить. Источником этого напряжения может быть детекторный приемник, микрофон, звукосниматель. В анодную цепь лампы включена анодная нагрузка — резистор Ra. Пока в цепи сетки нет переменного напряжения, в анодной цепи течет не изменяющийся по величине ток Iа, соответствующий нулевому напряжению на сетке.
Это среднее значение анодного тока — тек покоя. Но вот в цепи сетки начало действовать переменное напряжение (на графиках — участки аб). Теперь сетка периодически заряжается то положительно, то отрицательно, а анодный ток начинает колебаться: при положительном напряжении на сетке он возрастает, при отрицательном — уменьшается. Чем больше изменяется напряжение на сетке, тем значительнее амплитуда колебаний анодного тока. При этом на выводах анодной нагрузки Rd появляется переменная составляющая напряжения, которая может быть подана в цепь сетки другой такой же лампы и еще раз усилена ею. Если в цепь сетки подавать напряжение звуковой частоты, скажем, от детекторного приемника, а в анодную цепь вместо резистора Rа включить головные телефоны, то усиленное лампой напряжение заставит телефоны звучать во много раз громче, чем при подключении к детекторному приемнику.
Пока я здесь рассказывал о триоде, ты, вероятно, невольно сравнивал его с биполярным транзистором. В самом деле, катод лампы напоминает эмиттер, анод — коллектор, а управляющая сетка — базу транзистора. По своим функциям эти электроды очень схожи, но, как ты в этом убедился, физические процессы, происходящие в трехэлектродной лампе и транзисторе, никак нельзя назвать одинаковыми.
В твердом теле биполярного транзистора работают отрицательные и положительные носители тока, а в вакууме электронной лампы только отрицательные — электроны. Иное дело — полевой транзистор, в канале, которого ток образуется только положительными зарядами (в канале p-типа) или только отрицательными зарядами (в канале n-типа). Полевой транзистор по своим свойствам близок к электронной лампе. Поэтому по функциональным обязанностям катод лампы можно сравнить с истоком, анод— со стоком, а сетку — с затвором полевого транзистора.
Вакуумные триоды: устройство и принцип действия
Вакуумный триод имеет три электрода: катод, сетку и анод. С помощью сетки осуществляется электростатическое управление анодным током, поэтому эта сетка называется управляющей. Напряжение на аноде всегда положительно, а напряжение на сетке может быть и положительным, и отрицательным. Через анод и сетку протекают анодный и сеточный токи. Сумма этих токов равна катодному току. В приемно-усилительных лампах малой мощности сетка часто работает при отрицательном напряжении. Тогда = 0 и в триоде протекает только анодный ток.
Картина электрического поля в триоде из-за наличия витков сетки со своим потенциалом, отличающимся от потенциала поля, в котором находится сетка, очень сложна. Получить точное аналитическое выражение поля не представляется возможным. Поэтому для выяснения картины поля производят моделирование лампы и экспериментально определяют потенциал в различных сечениях с помощью электролитических ванн.
Действующим потенциалом электрода называется эквивалентный потенциал воображаемой сплошной поверхности, помещенной на место данного электрода, обусловливающий такую же напряженность электрического поля в рассматриваемой области междуэлектродного пространства, как та, которая определяется в этой области всеми электродами реального прибора при заданных потенциалах электродов.
Применительно к триоду эта общая формулировка означает следующее. Действие сеточного и анодного напряжений на катодный ток можно заменить действием одного напряжения — действующего. Это действующее напряжение (отсчитываемое от катода) можно приложить к сплошному электроду, помещенному в любом месте пространства между катодом и анодом триода.
Для каждого места пространства действующее напряжение будет иметь определенное значение. Однако с практической точки зрения сплошной электрод удобнее всего поместить вместо сетки триода. Тогда реальный триод с напряжениями и на его электродах заменяется эквивалентным диодом, анод которого помещается на месте сетки триода, а анодный потенциал эквивалентного диода равен потенциалу, действующему в области сетки.
Чем гуще сетка, тем меньше проницаемость и тем меньше влияет через сетку анодное напряжение на анодный ток. Если предположить, что сетка является сплошной поверхностью, то поле анода не может проникнуть к катоду, и проницаемость равна нулю. Если сетка редкая, то проницаемость ее высока. Проницаемость всегда меньше единицы и в практических конструкциях триодов лежит в пределах 0,01 = 0,1.
Проницаемость сетки лампы показывает, какую долю анодного напряжения нужно приложить к аноду эквивалентного диода, чтобы результирующее поле осталось прежним. Допустим для примера, что анодное напряжение = 100 В, а густота сетки такова, что проницаемость D = 0,01. Тогда = = 1 В, т. е. анодное напряжение ослабляется в 100 раз и 100 В анодного напряжения, пересчитанные к плоскости витков сетки, действуют на катод так же, как один вольт сеточного напряжения. Понятие действующего напряжения облегчает рассмотрение физических процессов и характеристик триода.
Статические характеристики триода. Общую зависимость для удобства на практике разбивают на четыре частных уравнения, которые и являются характеристиками триода:
Целесообразно иметь единые названия характеристик для триода и транзистора. В скобках указаны названия ламповых характеристик, сложившиеся исторически. При работе триода с отрицательным напряжением на управляющей сетке сеточный ток равен нулю и две характеристики – входная и обратной связи – отсутствуют. В этом случае триод оценивается только характеристиками прямой передачи и выходной.
Выходные характеристики (анодные)
Выходные характеристики в основном подчиняются закону степени трех вторых. Характеристики, снятые при отрицательных напряжениях на сетке, сдвинуты вправо от начала координат. Анодный ток появляется при значениях анодного напряжения, отличающихся от нуля. И чем большее отрицательное напряжение приложено к сетке, тем больше сдвиг характеристик. При отрицательных напряжениях на сетке сеточный ток отсутствует, а анодный ток равен катодному.
Очевидно, что анодный ток появится тогда, когда совместное действие сеточного отрицательного и анодного положительного напряжений будет давать положительное действующее напряжение. В этом случае, например, для точки а, напряжение сдвига характеристик можно определить, приравнивая действующее напряжение нулю.
Ток может быть значительным, несмотря на то, что напряжение мало. Одни электроны при малых анодных напряжениях попадают с катода на витки сетки, другие проскакивают витки сетки, но теряют скорость в тормозящем поле между ней и анодом, так как анодное напряжение меньше сеточного, и возвращаются на сетку.
Причем электроны, пролетающие вблизи витка сетки, притягиваются ею. Они имеют криволинейную траекторию и попадают на соседние витки. Электроны, двигающиеся в середине межвиткового пространства, притягиваются одинаково обоими витками сетки. Поэтому их траектория прямолинейна, и они, теряя скорость, дойдут до анода. Такой режим токораспределения называется режимом возврата электронов на сетку или просто режимом возврата.
Если теперь увеличить анодное напряжение, то при поле между анодом и сеткой из тормозящего превратится в ускоряющее и электроны, проскочившие витки сетки, будут попадать на анод. Такой режим по току называется режимом перехвата электронов сеткой или сокращенно режимом перехвата. Анодный ток начинает расти, а сеточный за счет этого падает. Имеет место перераспределение токов. «Переключение» электронов с сетки на анод с повышением напряжения происходит не скачком, а плавно.
Работа устройства
В условиях работы триода к левому слою прикладывается прямое постоянное напряжение, а к правому — обратное. Под действием электрического поля большая часть электронов из левой n-области, преодолевая р — n-переход, переходит в очень узкую среднюю р-область. Здесь большая часть электронов продолжает движение по направлению ко второму переходу.
Приближаясь к нему, электроны попадают в электрическое поле, созданное внешним положительным напряжением батареи Uк Под влиянием этого поля электроны быстро втягиваются в правую n-область, что вызывает увеличение тока в цепи этой батареи, так как сильно снижается сопротивление второго перехода. При увеличении напряжения батареи Uэ число электронов, двигающихся из левой области в среднюю, будет расти и, следовательно, число электронов, переходящих из средней области в правую, также будет увеличиваться.
Каждая из трех областей полупроводникового триода имеет свое название: левая область, испускающая (эмиттирующая) электроны — носители зарядов, называется эмиттером Э; правая область, собирающая носители зарядов, — коллектором К, а средняя область — основанием или базой Б. В известной мере можно считать, что эмиттер по своему назначению подобен катоду, коллектор — аноду, а база — управляющей сетке трехэлектродной лампы.
Если в цепь эмиттера включить переменное напряжение Uс (рис. 222), то оно будет складываться с напряжением батареи Uэ и изменять ток эмиттера. В результате этого через левый — эмиттерный переход будет протекать не постоянный, а пульсирующий электрический ток.
Изменение силы тока в цепи эмиттера ΔIэ вызовет изменение тока в цепи коллектора ΔIк. Однако поскольку не все электроны, испускаемые эмиттером, достигают коллектора, а небольшая часть из них рекомбинирует, т. е. заполняет некоторое количество дырок в средней области триода (базе), изменение силы тока в цепи коллектора ΔIк будет несколько меньше, чем в цепи эмиттера. Практически сила тока коллектора составляет 98 — 99% тока эмиттера.
Так как к эмиттерному (левому) n — p-переходу приложено напряжение в прямом направлении, этот переход обладает малым сопротивлением. Правый же коллекторный р — n-переход, на который напряжение подано в обратном направлении, имеет большое сопротивление. По этой причине напряжение, прикладываемое к эмиттеру, обычно весьма невелико (порядка десятых долей вольта), а напряжение, подаваемое на коллектор, может быть достаточно большим (порядка нескольких десятков вольт).
На вход трансформатора подается усиливаемый сигнал. В цепь эмиттера включена вторичная обмотка трансформатора, а для ограничения силы тока введено сопротивление. В цепь коллектора (на выходе триода) включена нагрузка Rн. Батарея Uэ подсоединяется в прямом направлении и поэтому эмиттерный n — р-переход обладает малым сопротивлением.
Батарея Uк подсоединяется в обратном направлении, в связи с чем сопротивление коллекторного n — р-перехода имеет значительную величину. Сопротивление нагрузки Rн при соответствующем подборе напряжения батареи Uк может быть достаточно большим по сравнению с сопротивлением на входе усилителя. Триод будет усиливать мощность подаваемого сигнала, так как мощность, подводимая к его входу (Рвх = Iэ 2 Rвх), меньше полезной мощности сигнала на выходе, т. е. в нагрузке (Рн = Iк 2 Rн).
Ввиду того что база рассмотренного триода является общей для цепи эмиттера и коллектора, такая схема включения называется схемой с общей базой. При применении этой схемы выходной ток — ток коллектора практически равен току эмиттера — входному току, поэтому при включении триода по схеме с общей базой нет усиления по току, а происходит усиление мощности и напряжения.
Кроме этой схемы применяют еще две схемы включения полупроводниковых триодов: схема с общим (заземленным) эмиттером и схема с общим коллектором. В схеме с общим эмиттером усиливаемый сигнал подается к зажимам «Вход» между базой и эмиттером, а усиленное напряжение снимается с сопротивления нагрузки В этой схеме эмиттер является общим электродом для входной и выходной цепи триода.
Схема с заземленным коллектором используется в основном в первом входном усилительном каскаде. Это связано с тем, что схема имеет высокое входное сопротивление и не может обеспечить усиления напряжения сигнала больше единицы.
Важными параметрами полупроводниковых триодов являются коэффициенты усиления по току, напряжению и мощности. Коэффициент усиления по току для схемы с общей базой обозначается буквой α, а для схемы с общим эмиттером — буквой β.