Електронно-вакуумні прилади: тетрод та пентод

Чотириелектродні лампи, або тетроди, мають другу сітку, яка називається екрануючою – вона розташована між керуючою сіткою та анодом. Призначенням екрануючої сітки є підвищення коефіцієнта підсилення µ та внутрішнього опору Ri і зменшення прохідної ємності Cag.

Якщо екрануюча сітка з’єднана з катодом, то вона екранує катод і керуючу сітку від дії анода. Екрануюча сітка перехоплює більшу частину електричного поля аноду. Крізь екрануючу сітку проникає лише невелика доля електричних силових ліній від анода. Послаблення поля анода екрануючою сіткою враховується проникністю цієї сітки D2.

Електричне поле, що проникло через екрануючу сітку, далі перехоплюється керуючою сіткою, через яку також проникає невелика частина силових ліній. Послаблення поля керуючою сіткою залежить від її проникності D1. Крізь обидві сітки від анода до потенціального бар’єру біля катода проникає незначна частина силових ліній. Вона характеризується добутком проникностей сіток, яке називається проникність тетрода D:

D=D1D2.

На екрануючу сітку подається постійна позитивна напруга, яка складає 20-50 % анодної напруги. Вона понижує потенціальний бар’єр біля катода. Це необхідно для руху електронів до анода. Анод через дві сітки дуже слабо діє на потенціальний бар’єр біля катода. Якщо напруга екрануючої сітки рівна нулю, а на керуючій сітці напруга негативна, результуюче поле на ділянці керуюча сітка – катод виходить гальмівним. Діюча напруга негативна, і потенціальний бар’єр біля катоду настільки високий, що електрони не можуть його подолати.

Недоліком тетрода є так званий динатронний ефект. Електрони, вдаряючись в анод, вибивають з нього вторинні електрони. Вторинна емісія анода існує у всіх лампах, але в діодах та тріодах вона не викликає наслідків.

В тетроді вторинна емісія анода не проявляє себе, якщо напруга екрануючої сітки менша, ніж напруга анода. При цій умові вторинні електрони повертаються на анод. Якщо ж тетрод працює під навантаженням, тоді при збільшенні анодного струму напруга анода в деякі проміжки часу може стати меншою постійної напруги екрануючої сітки. Тоді вторинні електрони , які вилетіли з анода, притягуються до екрануючої сітки. Виникає струм вторинних електронів, які направлені протилежно струму первинних електронів. Загальний анодний струм зменшується, а струм екрануючої сітки збільшується. Це і є динатронний ефект аноду.

Пентод – п’ятиелектродна лампа, в якій усунений динатронний ефект.

В пентоді є ще одна сітка, яка розташована між анодом та екрануючою сіткою. Її називають захисною сіткою, так як вона захищає лампу від виникнення динатронного ефекту. Захисна сітка зазвичай з’єднується з катодом, тобто має нульовий потенціал відносно катоду та негативний відносно аноду. Іноді на неї подається невелика позитивна або негативна напруга. Однак і в цих випадках її потенціал значно нижче потенціалу анода. В багатьох пентодах з’єднання захисної сітки з катодом виконують всередині лампи. Дія захисної сітки полягає в тому, що між нею та анодом створюється електричне поле, яке гальмує, зупиняє та повертає на анод вторинні електрони, які вибиті з аноду. Динатронний ефект повністю виключається.

Пентоди відрізняються від тетродів більш високим коефіцієнтом підсилення. Це пояснюється тим, що захисна сітка виконує функцію додаткової екрануючої сітки. Зростає також внутрішній опір, іноді до мільйонів ом. Прохідна ємність ще менша, ніж у тетродів.

Захисна сітка іноді використовується як друга керуюча. Крім того, можливе застосування пентода замість двох ламп. Тоді в одному каскаді використовується тріодна частина пентода (катод та перші дві сітки), а в іншому каскаді працює весь пентод.