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无引力，放射出的电子在管内形成空间电荷，但是也有部分电子偶然碰撞到阳极上，形成阳极电流（可以忽略）。若欲使此起始电流为零，只有使阳极带有负电压，将电子完全拒之门外。若逐渐调整Rv,使V的阳极与阴极间电压上升，可以画出图1-2(b)的U,一I,特性曲线。曲线的A点U,=OV,I.=IA(此IA即为电子碰撞阳极产生的电流)。曲线AB为近似的直斜线，B点为饱和点，即V阴极发射的电子已全部被阳极吸收，即使再调大U,I也不会有明显的增大。若此时继续调高U,,则可能形成场致放射，阳极的高压电场会将阴极表面原子中的电子强行拉出而损伤阴极。通过上述U.一I.特性曲线，可以求出二极电子管在某一工作状态下的等效内阻。以国产5Z3P的U.一I.特性曲线为例，见图1-3(a)所示（该曲线中将起始阳极电流忽略，设U.=0V时，I.=0V,对计算无影响)。一般在整流电路中，5Z3P的阳极与阴极间电压差在20~40V之间。图1-3(a)中的A、B两点，x轴上UA电压值为20V,UB电压值为40V。在y轴上读出I,的对应值IA为80mA,Ig为220mA。因此，此时5Z3P的内阻R=(UB一Ua)/(IB一I)≈1432。实际应用中，无论二极电子管作为检波或整流，外加电压总是加到二极电子管和负载相串联的电路。虽然5Z3P可以对500V的交流电压进行全波整流，但是其阴极与阳极的电压差仅为整流电压的一部分，即Ux=R:·Io(Io为负载电流)。5Z3P()5Z3P全波整流520480直流电阻75Q60050044040036020032010028024006080100050100150200图1-3国产双二极管5Z3P特性从图1-3()中可见，二极电子管特性与半导体二极管特性一样，都具有单向导电性能，但是，两者是有区别的。首先，二极电子管在其额定参数应用范围内可以认为反向电流为零。因为阳极带负压时，阴极放射电子被排斥，就不会有反向电流。而半导体二极管则不可能有此理想的单向导电特性，即使阳极与阴极间加人反向电压，也会出现反向漏电流。此漏电流随所加电压与环境温度成正比增大。其次，二极电子管内阻相对较高，因而管内压降也相对较大。这点可以从两者电压、电流特性曲线中明显看出，半导体二极管的特性曲线较陡，曲线斜率较大。在半导体二极管允许应用范围内，单PN结的特性几乎与Y轴平行，也就是说其内阻极小，管压降也小。而且，半导体二极管还有PN结正向压降，对绪管(G)来说为0.3V,而硅管(Si)则为0.6V,其阳极电压必须大于此值，管内才可能有电流流过。观察特性曲线，其电流、电压特性的起点不是从0V开始，而是从0.3V或0.6V开始。相对来说，二极电子管的UK从60V开始，阳极电流随之上升。此特点使二极电子管的小信号检波特性较半导体二极管优越。再者，半导体二极管的单向导电特性与所加电压的频率关系甚大，其原因之一是PN结之间的结电容构成了二极管的旁路。当频率升高时，结电容的容抗减小，破坏了半导体二极管的单向导电特性。此外，少数载流子的存储效应，还使其反应速度受到限制，所以有高、低频二极管和开关二极管之分。而二极电子管影响高频特性的主要原因是阳极与阴极之间的分布电容，这只要在电子管结构上采取措施，很容易将此诚小到允许的程度。不仅如此，电子从阴极飞越到阳极的时间也可以尽量减小。因此，一般在VHF频段以内，无高频管、低频管之分，区别只是最高阳极电压和最大整流（检波）电流。功率较大的整流二极管，其极间电容必然较大，而作为检波的二极管，因为其两电极尺寸相对较小，极间电容也随之减小。二极电子管的极间电容与电极引出线、管座分布电容相比，几乎可以忽略。因此，采用特殊结构的管座和不同的电极引出方式，二极电子管可以正常工作于徽波频率范围内（例如超高频工作的橡实电子管)。1.2.2二极电子管参数及其实用意义为了便于二极电子管的合理运用，生产厂对除给出特殊曲线以外，还会给出其应用参数和极限参数。前者为实际运用的基本数据，后者为各项参数的极限值。为了使电子管稳定地工作，一般条件下不允许任何一项应用参数超过其极限值。电子管的极限值与半导体管的最大值也有严格的区别。人们通过多年应用半导体器件的经验得知，半导体器件的最大值是绝对不能超越的，哪怕只有几微秒时间的逾越，也会导致半导体器件永久性损坏。以半导体二极管1N4007为例，其最大阳极电压为1000V,是指环境温度在20土5℃下可以达到的最高反压。若应用中瞬间超过甚至接近最大反压，该管将立即击穿。半导体器件所有参数的最大值都与环境温度紧密相关，以致使用中不仅仅是不能超过最大值，而是距最大值还必须具有较大的余量。按常规选择原则，无论半导体二极管耐压值还是最大工作电流值，至少有1倍的余量才能安全使用。这也就是说，半导体器件的最大值可利用的范围仅在其50%以内（某些条件下还要小）。二极电子管则不同，首先是环境温度变化对其影响不大。因为电子管本身内部工作温度比人们生活环境温度高出几倍。功率较大的电子管，其玻壳表面温度常在200℃以上，其内部温度还要高，本身工作于高温下，对40℃以内的环境温度变化自然不敏感。其次就是音响爱好者常说的胆机有软过载特性，从而使胆机具有特殊的韵味。胆机的软过载特性，是由电子管特性所决定的。以前述二极管特性曲线为例，电子管的特性曲线斜率比半导体平缓得多，这就是电子管极限参数与半导体管参数最大值有所不同的原因。电子管的极限参数值是可以运用的最大值。例如整流二极电子管5Z3P,最大整流电流为250mA,即使长期运用在250A状态下，也只是影响电子管寿命，而在短时间内不会损坏。若瞬间过载使整流电流升到750mA,电子管也不会立即损坏，此时采取人工关断电源的方式都来得及。20世纪50年代以前，万用表属高价仪器之列，电子爱好者拥有者较少，当时检查电路常用的方法就是火花试验法。为了检查整流电路有无输出电压，直接用螺丝刀瞬间短路其正负极输出端，通过火花大小判断电压的高低，或有无电压，却不会损坏二极电子管，这就足以证明电子管的过载承受力。显然，若在半导体器件中采取这种检查方法是绝对不允许的。所以，电子管的极限参数值与半导体器件的最大值意义是完全不同的，只要在极限值以内，7宅嗨网一一宅享影音，嗨在其中！zhaihai.com有的特殊情况下稍有超出也不影响电子管的正常使用。整流二极管与检波二极管的极限参数是有不同规定的。以全波双二极整流管5Z3P为例，极限参数有以下几项。极限运用数据：最大灯丝电压5.5V,最小灯丝电压4.5V,最大阳极反向电压峰值1550V,最大整流电流250mA,最大阳极电流峰值750mA。其中最大灯丝电压的规定是额定值的110%，是为了避免灯丝的工作温度过高而影响发射涂层的寿命。最小灯丝电压为额定值的90%，目的是为了避免阴极温度不够而影响发射能力，从而导致整流二极管阳极电流诚小，内阻增大，管压降升高，以致阳极电场从发射体强拉出电子而造成阴极受损。最大阳极反向电压峰值，是指交流电负半周时，阳极电流截止时加在阳极与阴极之间的最大反向电压。限定反向峰值电压，其目的是为了保护阴极发射体。在整流电路中，当阳极为负电位时，阴极在额定温度下仍继续产生热电子放射，射出的电子在阴极周围形成电子云。因为交流负半周时，阴极带正电位，电子云中部分电子又回到阴极发射层，但由于电子云中空间电子之间的排斥力，大部分电子不能回到阴极，以致阴极涂层出现部分正离子，受阳极负电场的吸引脱离阴极表面（若此过程稍长，可以看到管内有白色发射涂层剥落现象），造成阴极受损。正离子打在阳极上，使阳极产生二次电子放射，致使阴极完全损坏。虽然管内是高真空，仍有少数气体分子被电离产生放电，最后电子管内电极及附件在高温下放出部分气体，真空度被破坏，电子管报废。在整流电路中，实际上加在整流二极管两电极间的反向峰值电压不完全正比于其整流电压，还与其滤波电路有关。最恶劣的情况是采用电容输人滤波，阳极处于负半周时，整流电压的峰值与滤波电容器的充电电压相串联，反向加到整流管两电极之间。当滤波电容放电时间常数（正比于滤波电容的容量，反比于负载电流）较大时，可以认为电容器的充电电压等于交流整流电压的峰值。所以此类电路中，整流管实际耐受的反向峰值电压等于阳极整流电压峰值的2倍。整流二极电子管的最大整流电流和最大阳极电流峰值，是对阳极电流最大值持续时间的限定。最大整流电流是指，能向负载提供的最大电流值。该电流值比额定整流输出电流大10%,非连续使用时可以提供的整流电流。而最大阳极峰值电流是指，短时间内不会使阴极受损的冲击电流，比如开机瞬间滤波电容的充电电流。上述几项极限参数，为电路设计者提供了应用电子管的基本界定，实际应用中还必须根据极限参数的某些限制进行计算。例如，为了不超出阳极最大峰值电流的限制，在不同整流电压时最大滤波电容的选择，不同整流电压时滤波电路的选择等。为了减少应用电路设计过程中的繁琐计算，电子管厂家同时给出部分通用的基本应用数据或曲线图。基本数据中，一部分是电子管设计时确定的额定值，一部分是在作为典型功能应用时的电路参数。以国产直热式阴极整流管5Z3P的基本应用数据为例：灯丝电压5V,灯丝电流(3士0.3)A,变压器次级线图交流电压有效值2×500V,滤波电容4μF,变压器每臂阻抗75n,整流电流（负载电阻2k2时)≥230mA,阴极放射电流(U.=75V时)≥225mA,阳极绝缘电阻(U.=400V时)≥20Mn。灯丝电压和灯丝电流属于设计额定值，在此参数内，才能保证阴极处于最佳放射温度。同时，以下数据也是在此额定参数下测得的，这些数据则是保证电子管工作时不超出极限数据的电路参数。当每个阳极的交流整流电压为500V有效值时，滤被电容不超出4μF,变压器每组500V绕组阻抗不小于750，则可以保证最高阳极反向峰值电压不大于1550V的极限8值。但此条件并非是惟一的选择，只是一基本数据。根据前述构成反向峰值电压的原理，改变滤波电容值和变压器绕组的阻抗以及每个阳极交流电压的有效值，可以达到电路指标的设计要求。例如，当变压器阻抗增大，或人为在电路中串联接入限流电阻，即可相应地提高滤波电容器的容量；选择电感输人式滤波，可以降低阳极反向峰值电压等。为了让应用者在灵活运用的同时不超出极限参数，生产厂家还给出整流二极管的电路应用曲线图，如图1-3(b)所示。图中y轴U为整流输出电压，x轴为整流输出电流（即负载电流)，从此曲线图中可以查出，采用电容输入式滤波，变压器绕组直流电阻为2×75时，输入交流电压和输出整流电压与负载电流的关系。由该曲线图可以看出，当采用10μF滤波电容时，阳极电压最大值只能采用2×450V,而不能采用2×500V。这种降低整流输入电压的方式，可以抵消滤波电容增大引起的二极管峰值电流增大和最高反向峰值电压的升高。由此可见，若为了改善滤波效果，选用大电容输入式滤波时必须降低阳极电压，以避免反向峰值电压超过极限值。同时还要设置适当的电阻限制充电电流的峰值，以免二极整流电子管受损。检波二极电子管属小功率管，专用于调幅、调频信号的检波、鉴频等，其参数要求不同于整流二极管。为了计算检波效率和应用频率，除给出与整流二极管相同的电压、电流特性以外，更为注重的是，阴极与阳极之间、阳极和其他引线以及管壳之间的电容。应用于VHF、UHF的检波二极管，阳极与阴极之间的电容常在1pF以下，阳极与其他引线的电容不超过5pF,这已经达到了半导体点接触型二极管的水平。而且，此类检波二极管的结构还使阴极与阳极之间的电子渡越时间短到可以忽咯。如国产UHF检波二极管6D8D,阴极与阳极之间的电容仅0.5pF。1.2.3二极电子管在功放中应用在电子管的鼎盛时期，高反压半导体二极管率先问市，其极小的体积使当时的胆机生产者为之动容。20世纪50年代，当欧洲风行收音、LP唱片两用机时，不少机型即采用半导体二极管整流，从而使两用机功耗大为降低。当时，人们认为半导体二极管是整流电子管的最好代用品。但是，随着胆机回潮风的发展，此观念逐步被否定了。音响爱好者们认为，胆管整流会使胆机更具有胆味，而半导体二极管整流会使胆功放产生特有的尖刺噪音。随后，胆机生产厂家也默认了这些看法，以致目前，胆功放商品机中都采用二极电子管整流器。同时，也有人认为，这种做法纯属复古。但是，从二极电子管的特殊性分析，对胆功放的音响效果的影响似乎是不容忽视的。多年来，笔者虽属胆功放迷，但却未达到“发烧”的程度，对那种换几只CBB电容，其耳朵中立即有所感觉的“发烧观”不敢苟同，但对电子管整流与半导体整流器对音质的不同影响却有如下看法。首先，两者内阻不同，为此产生的瞬态响应也就不同。作为整流电路，目的是将电网的正弦交流电整流为脉动直流，经滤波成为直流电。半导体器件的特点是响应速度快，即使电源中的尖峰干扰脉冲加到其阳极，也足以在整流电路中产生与尖峰电压相应的脉冲电流。而电子管的高内阻本身和滤波电容构成积分电路，足以使尖峰脉冲被积分成为圆顶的脉冲。如果两种器件整流、滤波电路参数都相同，那么电子管整流电路与半导体整流电路比较，其内阻要大得多。如果无此内阻，单靠滤波电解电容器对脉冲高频分量滤波，其效果必然差得多。按此观点说来，似乎半导体整流电路中，在滤波电容之前加入一等值于电子管内阻的外加电阻者，就应该是等效的。电子管阴极发射电子流是有限的，如果在阳极出现一正极性脉9宅嗨网一一宅享影音，嗨在其中！zhaihai.com