Высокие частоты - электроны запаздывают
Переход на ультракороткие волны показал, что обыкновенные радиолампы тоже непригодны для работы в этом диапазоне, особенно в области наиболее коротких волн. Причиной этого является инерция электронов.
На сравнительно длинных волнах, когда период колебаний достаточно продолжителен, инерция электронов не имеет значения; на полет между электродами лампы они затрачивают очень малую долю периода, и поэтому работа лампы нисколько не нарушается. Изменения анодного тока следуют за всеми изменениями напряжения на сетке лампы.
Рис. 1. Слева - лампа жёлудь, справа - маячковая лампа.
При укорочении волны продолжительность периода колебаний сокращается до миллиардных и десятимиллиардных долей секунды.
Напряжение на сетке меняется так быстро, что начинает сказываться инерция электронов: они уже не успевают следовать за столь быстрыми изменениями напряжения.
Вследствие этого сетка теряет свои управляющие свойства и лампа не может поддерживать колебания в контуре, который к ней подключен. Ламповый генератор перестает работать.
Чтобы не допустить срыва колебаний, нужно сократить время пробега электронов от катода к аноду, поэтому конструкторы стали сближать электроды лампы.
Но это ведет к увеличению междуэлектродной емкости, которая, как мы знаем, препятствует укорочению длины волны. Для устранения нежелательного увеличения внутриламповой емкости пришлось уменьшать размеры электродов, хотя это и снижает мощность колебаний, создаваемых лампой.
Так уменьшались размеры радиолампы и менялись ее внутреннее устройство и внешний вид.,
Появились лампы, которые по конструкции значительно отличаются от обычных: лампа типа «жёлудь», маячковая лампа и др.
Лампа «жёлудь» имеет малые, близко расположенные электроды. Цоколя у нее нет. Выводы от электродов сделаны толстыми и короткими проводниками, которые разнесены в разные стороны, чтобы устранить взаимное влияние проводников друг на друга. Эта лампа работает на волнах длиной до 40 сантиметров.
Маячковая лампа, напоминающая по форме башню маяка, имеет плоские электроды, благодаря чему их можно располагать очень близко друг к другу и тем самым снизить время пролета электронов (расстояние между сеткой и катодом, например, составляет всего около одной десятой миллиметра).
Для уменьшения индуктивности выводы от электродов лампы наружу сделаны в виде дисков, которые непосредственно смыкаются со стенками контуров сверхвысокой частоты, работающих в соединении с этой лампой.
Маячковые лампы применяются в приемниках и маломощных генераторах, обеспечивая получение радиоволн длиной до 9 сантиметров.
Несмотря на конструктивное своеобразие этих ламп, принцип работы их остался тот же, какой используется в работе любого триода: электронами в лампе по прежнему управляет сетка, расположенная между анодом и катодом.
Но есть и другие способы управления электронным потоком. На их основе были сконструированы электронные приборы, используемые для получения наиболее коротких из применяемых ныне радиоволн.
Источник: Ф. Честнов - "В мире радио", 1954г.