146215. lajstromszámú szabadalom • Elektroncsöves és tranzisztoros kapcsolás
Megjelent: 1960. február 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.215. SZÁM 21. a2 . 18—20. OSZTÁLY — GE—297. ALAPSZÁM Elektroncsöves és tranzisztoros kapcsolás Gerő Jários mérnök, budapesti lakos A bejelentés napja: 1958. július 24. Nagy bemeneti ellenállással rendelkező erősítőknél vagy elektrométer csövet, vagy elektrométer csőkapcsolásban alkalmazott elektroncsövet használnak. A nagy bemenőellenállást azáltal érik el, hogy a vezérlő rácsáramot a lehető légkisebb értékre leszorítják. A rácsáramot a következő tényezők okozzák: a) átvezetés a rács és a többi elektróda között, b) ionizáció révén létrejövő pozitív ionok, c) rácsemisszió a rács felmelegedése következtében, d) fotoemisszió a rácson fény hatására. Az átvezetés kiküszöbölésére színüveg kivitelű vagy olyan csöveket használnak, ahol a rács a többi elektródától messze van kivezetve. A rácsáramot előidéző többi ok a vezérlő elektródák és az elektróda-feszültségek helyes megválasztásával több nagyságrenddel csökkenthető. Egyik szokásos kapcsolás pentagrid konverterek alkalmazásával az 1. ábrán látható. Az 1 elektroncső 3 első rácsa a 2 katódhoz van kötve, vezérlő elektródaként az 5 harmadik rács szolgál. A 4 második rács és a 6 anód feszültsége 2—10 V lehet. Egy másik gyakran alkalmazott kapcsolás a 2. ábrán látható. Itt a 9 trióda 10 első rácsát használjuk anódként és a 11 anód a vezérlő elektróda. E kapcsolásra bármely többelektródás elektroncső is alkalmas oly módon, hogy az első rácsot használjuk anódként és a többi elektróda egymással összekötve vezérlő elektródaként szolgál. Mindkét megoldás lényege,- hogy az elektródákon alkalmazott pozitív gyorsító feszültségeknek a csőben levő maradék gáz ionizációs feszültségénél kisebbeknek kell lenni és a vezérlő elektróda a rács és fotoemisszió csökkentése céljából nem a katódhoz közel levő első rács. Ugyanezt a célt szolgálja, hogy ezen csöveket a megadott fűtőfeszültségnél kb. 20%-kal alacsonyabb feszültségről működtetik. Ilyen módon a rácsáram 10-13 —10~ 14 A-re csökkenthető. A bemenő cső egymagában mérésre nem alkalmas, utána erősíteni kell. Az 1. ábrán látható áramkörnél a feszültségerősítés (A) értéke A«S-Ra ahol ,,S" az 1 cső meredeksége, ,,RQ " a 8 anódmunkaellenállás. A tápfeszültség ,,W értéke U/ = Ia -R a + U a ahol ,,Ua " az anódon levő feszültség és ,,I a " az anódáram. Miután az Ua értéke néhány volt, nagy feszültségerősítés esetén az anódellenálláson fellépő feszültségesés (Ia • Ra ) mellett . elhanyagolható, tehát A S U, la Tekintettel arra, hogy az összes ilyen kapcsolásban S az elektrométer csöveket is beleértve az ~ értéke la igen kicsi (0,05—0,5), nagy feszültségerősítés elérése céljából nagy munkaellenállást és nagy tápfeszültséget kell alkalmazni. Az Ra munkaellenállás értéke gyakran a 10 MOhmot is meghaladja. A 2. ábrán látható kapcsolás feszültség erősítésre az anód visszahatás miatt teljesen alkalmatlan. A nagy tápfeszültség, különösen hordozható telepes műszereknél kellemetlen. Jelen találmány a fenti hibák kiküszöbölésére szolgál. Az elektroncső anódként használt elektródája egy PNP tranzisztor bázis emitter körén keresztül kap pozitív feszültséget oly módon, hogy a bázis össze van kötve az anód szerepét betöltő elektródával és az emitter a tápfeszültség pozitív pólusához csatlakozik. Tekintettel arra, hogy a bázis emitter kör ellenállása kicsi, az anód visszahatás gyakorlatilag elhanyagolható. Ezenkívül lehetővé válik egész kis telepfeszültségek alkalmazása. Egyik lehetséges kiviteli formáját a 3. ábra mutatja. Az 1. elektróncső 4 második rácsára kis pozitív feszültséget adunk, vezérlő elektródaként az 5 harmadik rács szolgál. A 6 anód a 12 tranzisztor 13 bázisán és 14 emitterén keresztül kap pozitív feszültséget. A 12 tranzisztor áramer ősi tőként működik, a kollektoráram értéke Ia -h' 2 i; h'21 a 12 tranzisztor áramerősítési tényezője. A feszültségerősítés értéke A «' h'21 • S • Rc , ahol Rc a 16 kollektor ellenállás, tehát a 12 tranzisztor az 1 cső meredekségét látszólag h'2 i-S értékre nö-
