Чтобы использовать усилительные свойства лампы, необходимо включить в ее анодную цепь нагрузочное сопротивление (например, активное), с которого можно снимать усиленное переменное напряжение. Режим работы лампы при воздействии на ее вход (на зажимы сетка-катод) переменного напряжения и при наличии в анодной цепи нагрузочного сопротивления можно назвать рабочим режимом.

Рис. 8-17.	Усилитель напряжения на триоде: а - простейшая схема; б - эквивалентная схема анодной цепи усилителя для переменного тока.

В схеме на рис. 8-17, а в цепи сетки лампы-усилителя включены последовательно источник постоянного сеточного напряжения U_c0 и источник переменного усиливаемого напряжения с амплитудой U_cm. В цепи анода последовательно с источником постоянного питающего напряжения E_a включено нагрузочное сопротивление R_н. Через это сопротивление проходит анодный ток; постоянная составляющая I_a0 этого тока образует на сопротивлении R_н падение напряжения I_a0·R_н, уменьшающее величину анодного напряжения, подаваемого на лампу. На зажимах анод-катод лампы остается постоянное напряжение

Для рабочего режима лампы, нагруженной активным сопротивлением, характерно следующее обстоятельство: при увеличении напряжения на сетке уменьшается напряжение на аноде (и обратно). Действительно, когда сеточное напряжение изменится на U_c, анодный ток получит изменение на I'_a = S·U_c по определению крутизны из формулы (8-6). Если анодное напряжение изменится на U_a, то анодный ток окажется изменившимся на I"_a = U_a /R_i по определению внутреннего сопротивления из формулы (8-7). Следовательно, при одновременном изменении сеточного и анодного напряжений общее изменение тока окажется

или, учтя значение

из формулы (8-8), найдем важнейшее соотношение

анодного тока и обоих напряжений:

В случае усилителя по схеме на рис. 8-17, а увеличение сеточного напряжения вызывает прирост анодного тока, но при этом возрастает и падение напряжения на нагрузочном сопротивлении, а напряжение на аноде соответственно уменьшается. В результате этих двух противоположных влияний прирост анодного тока окажется меньше, чем он был бы при отсутствии нагрузочного сопротивления (R_н=0), когда не было бы и обратного воздействия (реакции) со стороны анода.

Положим теперь, что на вход "нагруженной" лампы воздействует переменное напряжение сигнала. Амплитуду этого напряжения мы будем считать изменением сеточного напряжения, приравняв U_c = U_cm. Точно так же представим амплитуду анодного тока его приростом
I_a = I_am, а амплитудой переменного напряжения на аноде сможем назвать прирост анодного напряжения U_a = U_am. Подставив эти значения в последнюю формулу и учтя, что напряжение, падающее на сопротивлении R_н, отнимается от напряжения на аноде, получим:

Перенося слагаемые, содержащие I_am, в левую часть и вынося I_am за скобки, напишем:

или, прибегая к выражению закона Ома, найдем:

(8-9)

Таким образом, рассматривая только переменные составляющие напряжений и токов в цепи анодов, мы можем составить для этой цепи эквивалентную схему в соответствии с рис. 8-17, б. Здесь усилитель изображен в виде генератора переменной э.д.с. с амплитудой ·U_cm и с внутренним сопротивлением R_i. Этот генератор работает на внешнее сопротивление R_н.

Во сколько же раз усиливается напряжение в таком устройстве?

Напряжение на выходе усилителя, т.е. на сопротивлении R_н (усиленное напряжение сигнала),

Отношение усиленного переменного напряжения к напряжению сигнала, воздействующего на сетку, назовем коэффициентом усиления нашего устройства (усиление по напряжению)

(8-10)

Следовательно, коэффициент усиления можно вычислить, зная параметры лампы и величину нагрузочного сопротивления. Пусть, например, лампа в выбранном режиме имеет  = 25 и
R_i = 12000 Ом; она нагружена сопротивлением R_н = 8000 Ом. Тогда ее коэффициент усиления будет K = 10. Вполне очевидно, что при нагрузочном сопротивлении R_н любой величины получается K < , так как в эквивалентной схеме часть эквивалентной э.д.с. расходуется в виде падения напряжения на внутреннем сопротивлении R_i.

Для того чтобы определить, насколько круто изменяется анодный ток нагруженной лампы при изменениях сеточного напряжения, разделим в формуле (8-9) обе части на U_cm и назовем отношение I_a /U_c крутизной динамической характеристики

(8-11)

Крутизна динамической характеристики, следовательно, оказывается меньше, чем крутизна статической характеристики той же лампы, и притом тем меньше, чем больше нагрузочное сопротивление R_н в сравнении с R_i.

На рис. 8-18 показано семейство статических характеристик. Исходный режим определяется положением точки m на той характеристике, которая соответствует постоянному смещениюU_c0 на сетке и напряжению на аноде U_a0 = E_a - I_a0·R_н.

Рис. 8-18.	Динамическая характеристика лампы, нагруженной активным сопротивлением.

При изменениях сеточного напряжения в ту и другую стороны от U_c0 анодный ток меняется по динамической характеристике, крутизна которой соответствует формуле (8-11) и которая изображена на рис. 8-18 утолщенной линией. Заметим, что слева начинается динамическая характеристика вместе со статической, соответствующей U_a = E_a, где E_a - полное напряжение анодной батареи. Справа же, в области положительных сеточных напряжений, динамическая характеристика может иметь снижение вследствие малых остаточных напряжений на аноде (см. рис. 8-13, в).

Построение, выполненное на рис. 8-18, относится к лампе, нагруженной активным сопротивлением R_н, величину которого мы считаем одинаковой как для постоянного, так и для переменного анодного тока. В тех случаях, когда нагрузочное сопротивление содержит реактивности, построение динамической характеристики может иметь те или иные особенности.