FU-100F型電子管的工作狀態理論計算

高東飛

（江西景光電子有限公司，江西景德鎮，333405）

1 工作狀態

FU–100F雙管工作在音頻放大或者調制AB1類時，最大輸出功率3.26KW,陽極電壓3000V,典型工作狀態是陽極電壓2500V，輸出功率2.6KW。其最大陰極發射電流應按雙音峰包功率計算：

Ikmax=2 Pout/（δα1ξEa）；

取，工作在乙類狀態，θa=90。，α1=0.5，α0=0.319，Ea=3KV，δ=0.9，ξ=0.75。

Ikmax=2×1.63/（0.9×0.5×0.75×3）=3.22（A）。

2 陽極耗散功率

陽極耗散功率的計算按單音峰包功率計算；

P a=α0 IamaxEa–Pout=0.319 IamaxEa–Pout；

Iam=2 Pout/（α1ξEa）=2×1.3/（0.5×0.75×2.5）=2.75（A）；

P a=0.319×2.75×2.5–1.3=0.89（KW）。

3 求二柵耗散

P g2=E g2Ig20；

取，Ig20= 0.05 Ia0=0.05×0.319×2.75=0.044（A）；

如果對柵好Ig20比這個值要小。

取E g2=325V；P g2=325×0.044=14.3（W）。

在甲乙1類或乙1類工作，工作在負柵區，幾乎沒有一柵流，因此一柵極的耗散只有陰極的輻射到一柵上的功率。

4 陰極加熱功率的核算

（1）FU–100F這樣的電子管陰極工作在800℃左右。熱絲加熱給陰極的總功率為Pf。

（2）陰極輻射出去的總功率：

噴粉表面的面積AK=π×2.495×2=15.67(cm2）；

噴粉表面的熱輻射比功率HK=1.7×10–13×TK4.4=1.7×10–13×10734.4=3.67(W/cm2)；

圖1

噴粉表面輻射出去的功率HKAK=15.67×3.67=57.5(W)；

陰極外園未噴粉部分面積ANi=π×2.49×0.15=1.18(cm2)；

陰極外園未噴粉部分的熱輻射比功率

HNi =0.5×10–13×10734.4=1.08(W/cm2)；

陰極外園未噴粉部分輻射出去的功率HNiANi=1.18×1.08=1.27(W)；

HD=0.6×10–13×8004.4=0.365(W/cm2)；

陰極頂部和底部的面積AD=2×π×2.482/4=9.66(cm2)；

陰極頂部和底部輻射出去的功率HDAD=0.365×9.66=3.53(W)；

Pf，=HKAK+HNiANi+HDAD=57.5+1.27+3.53=62.3(W)。

（3）陰極傳導出去的總功率Pf,,：

壓環的外周的傳熱因子C1：

圖2 壓環圖

C1=l1/(πλNiδ1d1)

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=0.47/(π×0.145×0.05×1.77)=11.66。K/cal；

鋼帶的傳熱因子 C2=l2/(πλ可δ2d2)

=0.3/(π×0.0395×0.005×1.77)=273.31。K/cal；

陰極支持筒的傳熱因子：

C3=l3/(πλ 可 δ3d3)

=2.3/(π×0.0395×0.05×1.77)=209.54。K/cal；

陰極引出環的傳熱因子：

圖3 陰極支持筒圖

圖4 陰極引出環圖

C4=C4a+C4b

C4a=ln(R5/R4)/(2πλNiδ4Cosθ)

其中，Cosθ=Cos{arctg[2×1.6/(3.6–1.77)]}=0.496

C4a=ln(3.6/1.77)/(2π×0.145×0.05×0.496)

=31.44。K/cal；

C4b=ln(R6/R5)/(2πλNiδ4)

= ln(5.22/3.6)/(2π×0.145×0.05)=8.16。K/cal；

C4=C4a+C4b=31.44+8.16=39.6。K/cal；

Pf,,=4.18(T1–T4)/（C1+C2+C3+C4）

=4.18×(1073–473)/（11.66+273.31+209.54+39.6=4.7(W)。

（4）陰極耗散掉的總功率：

Pf=Pf,+Pf,,=62.3+4.7=67(W)。

5 FU-100F的二分三次方定律表達式

（1）表達式：在一柵極電位為負或很小正值，二柵極電壓不太高時，IK≈Ia表達式可以用下式表示。

Ia=14.65×10–6(Hk/ Rg1βg12)[Ug1+(Ug2/μ12)+(Ua/μ1a)]3/2÷{1+(1/μ12)[1+(2/3)βg1＊ln(Rg2/Rg1)]}3/2。

其中，Hk=1.9cm，Rg1=1.307cm，

βg12(Rg1/Rk)=βg12(2.614/2.495)

=βg12(1.04769)=0.00209966(發射管設計手冊P60表)，

βg1＊(Rg1/Rk)= βg1＊(1.04769)=43.04723(發射管設計手冊P60表)，

ln(Rg2/Rg1)=ln(2.714/2.614)=0.0375；

Ia=14.65×10–6[2/(1.307×0.00209966)]

[Ug1+(Ug2/5.9)+(Ua/426.6)]3/2

÷{1+(1/5.9)[1+(2/3)×43.04723×0.0375]}3/2

Ia=0.006792[Ug1+(Ug2/5.9)+(Ua/426.6)]3/2(A)。

（2）核算靜態工作點：

測試條件：Ua=3000V，Ug2=325V，當Ia=0.3A時，Ug1=？

0.3=0.006792[Ug1+(325/5.9)+(3000/426.6)]3/2

Ug1=12.5–55.1–7.03=–49.6（V）。

（3）核算陽極電流截止電壓：

測試條件：Ua=3000V，Ug2=325V，當Ia =0.002時，Ug1 =？

0.002=0.006792[Ug1+(325/5.9)+(3000/426.6)]3/2

Ug1=0.4364–55.1–7.03=–61.6（V）。