Усилитель Уильямсона
Усили́тель Уи́льямсона — двухтактный четырёхкаскадный ламповый усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ), разработанный в годы Второй мировой войны Тео Уильямсоном. При скромной выходной мощности в 15 Вт и низком, даже по меркам ламповой аппаратуры, коэффициенте полезного действия усилитель Уильямсона отличался от конкурировавших УМЗЧ низким уровнем нелинейных и интермодуляционных искажений, равномерной амплитудно-частотной характеристикой во всём диапазоне звуковых частот и эффективным демпфированием резонансов акустических систем. Конструкция, опубликованная в 1947 году и предназначенная для самостоятельного повторения радиолюбителями, задала стандарт высококачественного воспроизведения звука и стала образцом ламповой схемотехники конца 1940-х и 1950-х годов.
Закон степени трёх вторых
Сдвиг характеристики диода влево на −1,5 В может быть объяснён неэквипотенциальностью катода прямого накала. Eщё в 1914 году Уилсон, анализируя ВАХ прямонакальных диодов, предложил уточнённую модель, основанную на формуле Чайлда. В модели Уилсона ток на начальном участке ВАХ пропорционален напряжению в степени 5/2, а в области средних напряжений ВАХ совпадает с законом трёх вторых. Дополнительный сдвиг характеристики влево на −0,5 В в рамках модели Чайлда объяснить невозможно. Этот сдвиг — следствие ненулевых начальных скоростей и тепловой диффузии электронов. Ток, текущий «сам по себе» в диоде с заземлённым анодом — это ток быстрых электронов, способных преодолеть потенциальную яму пространственного заряда. При напряжении накала 1,5 В ток эмиссии катода 2Д2С составляет около 40 мА, а средняя кинетическая энергия эмитируемых электронов составляет около 1 эВ. Ток эмиссии постоянно поддерживает отрицательный пространственный заряд, сосредоточенный вблизи катода, дно потенциальной ямы располагается на расстоянии от 0,01 до 0,1 мм от границы катод-вакуум. Абсолютное большинство испущенных электронов возвращаются назад, на катод, но относительно быстрые электроны преодолевают потенциальную яму, попадают в слабое поле анода и притягиваются к нему. Энергия, движущая эти электроны, заимствуется не от источника анодного напряжения, а от источника тока накала.