Во многих пентодах соединение защитной сетки с катодом делают внутри лампы, и тогда на этой сетке напряжение всегда равно нулю. Если же имеется вывод защитной сетки, то соединение ее с катодом производят в монтаже схемы.
Роль защитной сетки состоит в том, что между ней и анодом создается электрическое поле, которое тормозит, останавливает и возвращает на анод вторичные электроны, выбитые из анода. Они не могут проникнуть на экранирующую сетку, даже если ее напряжение выше анодного, и динатронный эффект полностью устраняется.
На участке между экранирующей и защитной сетками для электронов, летящих от катода, создается тормозящее поле, и может показаться, что это вызовет уменьшение анодного тока. Однако электроны, получив большую скорость под действием ускоряющего поля экранирующей сетки и пролетев через нее, долетают до защитной сетки и не теряют полностью своей скорости, так как в пространстве между витками этой сетки потенциал не нулевой, а положительный.
Нулевой потенциал имеется на проводниках защитной сетки, а в промежутках между ними потенциал выше нуля, но ниже, чем на аноде. В промежутке анод – экранирующая сетка создается вторичный потенциальный барьер, который не могут преодолеть вторичные электроны, выбитые из анода. Этотбарьер существенно влияет на процесс токораспреде-ления в пентоде.
Пентоды отличаются от тетродов более высоким коэффициентом усиления, достигающим у некоторых пентодов несколько тысяч. Это объясняется тем, что защитная сетка выполняет роль дополнительной экранирующей сетки. Следовательно, в пентоде действие анода по сравнению с действием управляющей сетки еще слабее, нежели в тетроде. Соответственно возрастает и внутреннее сопротивление, которое у некоторых пентодов доходит до миллионов Ом. Проходная емкость становится еще меньше, чем у тетродов. Крутизна пентодов такого же порядка, как у триодов и тетродов, т. е. в пределах 1-50 мА/В.
Пентод можно привести к эквивалентному диоду таким же путем, как это было сделано для тетрода. Проницаемость пентода – весьма малая величина. Следовательно, коэффициент усиления пентода может быть очень большим.
35. ПАРАМЕТРЫ ТЕТРОДОВ И ПЕНТОДОВ
Статические параметры тетродов и пентодов определяются аналогично параметрам триода. Для практического определения параметров берут отношение конечных приращений.
Управляющая сетка в тетродах и пентодах расположена относительно катода так же, как и в триодах. Поэтому крутизна у тетродов и пентодов такого же порядка, как у триодов,т. е. составляет единицы или десятки миллиампер на вольт, хотя некоторое снижение крутизны получается за счет того, что анодный ток всегда меньше катодного тока.
Вследствие того что действие анодного напряжения в тетроде или пентоде ослаблено во много раз, внутреннее сопротивление получается в десятки и сотни раз большим, чем у тетрода, и доходит до сотен килоом.
Внутреннее сопротивление сильно зависит от процесса токораспределения, так как при изменении анодного напряжения анодный ток изменяется за счет этого процесса. Можно считать, что внутреннее сопротивление пентода состоит как бы из двух сопротивлений, соединенных параллельно. Одно из них определяется воздействием поля анода сквозь три сетки на потенциальный барьер у катода, за счет чего происходит очень небольшое изменение анодного тока. Чем гуще сетки, тем это сопротивление больше. Второе сопротивление определяется изменением анодного тока за счет процесса токораспределе-ния и обычно значительно меньше первого сопротивления.
Коэффициент усиления может быть в десятки и сотни тысяч раз большим, чем у триодов, т. е. величина его доходит до сотен и тысяч.
В тетродах и пентодах катодный ток всегда больше анодного, поскольку ток экранирующей сетки всегда существует вместе с анодным током.
Вследствие значительной нелинейной характеристики тетрода и пентода параметры при изменении режима довольно сильно изменяются. При увеличении отрицательного напряжения управляющей сетки, т. е. при уменьшении анодного тока, крутизна уменьшается, а внутреннее сопротивление и коэффициент усиления увеличиваются. Особенностью тетродов и пентодов по сравнению с триодами является сильная зависимость коэффициента усиления от режима.
Если в режиме возврата характеристики переплетаются, то крутизна и коэффициент усиления могут иметь значения, равные нулю и меньше нуля.
С увеличением отрицательного напряжения управляющей сетки анодные характеристики в рабочей области идут более полого и ближе друг к другу, что соответствует увеличению внутреннего сопротивления и уменьшению крутизны.
В некоторых схемах тетрод или пентод используется так, что его триодная часть, состоящая из катода, управляющей сетки и экранирующей сетки, работает в одном каскаде, а вся лампа входит в состав другого каскада.
Крутизна и коэффициент усиления по экранирующей сетке обычно не представляют интереса, так как экранирующая сетка, как правило, не используется в качестве управляющей и напряжение на ней бывает постоянно.
Помимо рассмотренных параметров, имеются и другие, аналогичные тем, какие были указаны для триода. При расчете режимов работы и практическом применении тетродов и пентодов необходимо учитывать предельные значения токов, напряжений и мощностей, в частности важна предельная мощность, выделяемая на экранирующей сетке.
36. УСТРОЙСТВО И РАБОТА ЛУЧЕВОГО ТЕТРОДА
Позднее пентодов были разработаны и получили распространение лучевые тетроды. В них динатрон-ный эффект устранен путем создания для вторичных электронов, выбитых с анода, непреодолимого потенциального барьера, расположенного между экранирующей сеткой и анодом.
Лучевой тетрод по сравнению с обычным тетродом имеет следующие особенности конструкции. Увеличено расстояние между экранирующей сеткой и анодом. Управляющая и экранирующая сетка имеют одинаковое число витков, причем витки их расположены точно друг против друга.
В пространстве между сетками происходит фокусировка электронных потоков. Благодаря этому электроны летят от катода к аноду более плотными пучками – «лучами». Чтобы электроны не летели в направлении держателей сеток, имеются специальные экраны, или лучеобразующие пластины, соединенные с катодом. Кроме того, части поверхности катода, находящиеся против держателей сеток, не покрываются оксидным слоем и поэтому не дают эмиссии.
В лучевом тетроде получаются более плотные электронные потоки, нежели в обычном тетроде. Увеличение плотности тока дает возрастание плотности объемного заряда. Это, в свою очередь, вызывает понижение потенциала в пространстве между анодом и экранирующей сеткой. Если напряжение анода ниже, чем экранирующей сетки, то в обычном тетроде наблюдается динатронный эффект, а в лучевом тетроде его не будет, так как в промежутке «экранирующая сетка – анод» образуется потенциальный барьер для вторичных электронов.
Вторичные электроны, имеющие относительно не– большие начальные скорости, не могут преодолеть потенциальный барьер и попасть на экранирующую сетку, хотя на последней напряжение выше, чем на аноде. Первичные электроды, имея большие скорости, полученные за счет напряжения экранирующей сетки, преодолевают потенциальный барьер и попадают на анод.
В обычных тетродах экранирующая сетка «разбивает» электронные потоки и перехватывает много электронов. Такое же действие оказывают и держатели сеток. Поэтому в обычных тетродах не получаются достаточно плотные электронные потоки и не создается необходимый потенциальный барьер для вторичных электронов.
Образованию потенциального барьера способствует увеличенное расстояние между экранирующей сеткой и анодом. Чем больше это расстояние, тем больше здесь находится заторможенных электронов, имеющих малые скорости. Именно эти электроны увеличивают объемный отрицательный заряд и понижение потенциала становится более значительным.
Достоинством лучевых тетродов по сравнению с обычными тетродами является также значительно меньший ток экранирующей сетки. Он бесполезен и его уменьшение весьма желательно. В лучевых тетродах электроны летят через просветы экранирующей сетки и почти не перехватываются ею. Поэтому ток экранирующей сетки составляет не более 5–7% анодного тока.
Анодно-сеточные характеристики лучевых тетродов такие же, как у обычных тетродов или пентодов.
В мощных каскадах усиления низкой и высокой частоты лучевые тетроды с успехом заменяют пентоды. Для получения улучшенных характеристик выпускают лучевые пентоды. У них сетки подобны сеткам лучевого тетрода, и электроны летят к аноду лучами через просветы защитной сетки. Поэтому у лучевых пентодов ток экранирующей сетки значительно меньше, чем у обычных пентодов.
