Схемы включения тетрода
В общем и целом, схемы включения тетрода не отличаются от схем включения триода. И даже цепь автоматического смещения управляющей сетки точно такая же. Единственным отличием являются цепи питания экранирующей сетки. Поэтому только их и рассмотрим. Кратко
Это два основных способа. Причем чаще применяется вариант показанный слева. Здесь потенциал экранирующей сетки определяется ее током, который создает падение напряжения на резисторе. Конденсатор между сеткой и землей необходим для соединения сетки с землей по переменному току.
При всей своей простоте такой способ не является точным и устойчивым к старению лампы в процессе эксплуатации и колебаниям режима работы лампы. Это часто является допустимым, хоть и влияет на токай важный параметр как напряжение запирания лампы.
Второй вариант, с делителем напряжения (на иллюстрации справа), более точный и обеспечивает стабильность потенциала экранирующей сетки. При условии, что ток через делитель заметно больше тока сетки.
Заколдованное место. Или поговорим о токораспределении
На самом деле то, о чем сейчас пойдет разговор, не является специфичным для тетрода. Это полностью применимо и к триоду при работе с положительным сеточным напряжением. Но поскольку в усилительных каскадах такой режим работы триода обычно не используется, я не стал уделять этому внимания
А вот для тетродов это уже важно
Итак, пространство между экранирующей сеткой и анодом не так просто для электронов в него попавших. Все дело в том, что для попавших сюда электронов ускоряющим является о поле анода, и поле экранирующей сетки. Оба этих электрода имеют положительный потенциал.
Давайте рассмотрим, что в этом пространстве происходит. Сначала без учета вторичных электронов
Сначала надо объяснить, что же это за потенциальный барьер возле анода. Про потенциальный барьер катода мы уже знаем. Но откуда взялся второй барьер?
Предположим, что анодное напряжение равно нулю. При этом напряжение на экранирующей сетке больше нуля. Таким образом, поле между сеткой и анодом будет тормозящим для электронов. Некоторые электроны, энергия (скорость) которых достаточно высока, все таки смогут попасть на анод, но большая часть электронов образуют скопление, облачко, в пространстве между сеткой и анодом. Вот это скопление электронов возле анода и создает тот самый второй потенциальный барьер.
Скорость электронов в скоплении мала. И под действием ускоряющего поля экранирующей сетки, в направлении от анода к сетке, электроны вытягиваются из скопления и попадают на сетку. Создавая тем самым ток сетки.
Если теперь повышать напряжение на аноде, то высота потенциального барьера быстро снижается. И все большее количество электронов могут преодолевать барьер создавая ток анода. При этом скопление электронов, создающее потенциальный барьер, можно рассматривать как некое подобие диода, вместе с анодом.
При некотором положительном анодном напряжении, относительно экранирующей сетки, потенциальный барьер исчезает и все электроны достигают анода.
На иллюстрации электрону 1 не повезло, он оказался притянут экранирующей сеткой и стал частью сеточного тока.
Электронам 2 и 3 повезло, они смогли добраться до анода. Хотя их траектории были разными. Электрон 2 пролетел вблизи сетки и его траектория оказалась искривленной.
Электроны 4 и 5 тоже не смогли добраться до анода. Их энергия оказалась недостаточной для преодоления потенциального барьера. Возможно по той причине, к этому моменту высота барьера оказалась большой из-за снижения анодного напряжения. История об этом умалчивает. Но электрон 5 сумел пролететь мимо сетки в обратном направлении. Его траектория оказалась довольно хитрой, но это не спасло его от попадания на сетку.
Для электронов 2 и 3 можно говорить о режиме перехвата. Анод перехватывает влетающие в пространство между сеткой и анодом электроны.
Для электронов 4 и 5 можно говорить о режиме возврата. При этом электроны возвращаются на сетку. И перехватываются ей.
Таким образом, изменение напряжения на аноде при работе тетрода в режиме усиления, при постоянном напряжении на экранирующей сетке, приводит к изменению высоты потенциального барьера. Это приводит к перераспределению тока катода между сеткой и анодом. Что уже искажает характеристики лампы делая их менее линейными, чем у триода. И это еще без динатронного эффекта.
А теперь рассмотрим происходящее в пространстве между экранирующей сеткой и анодом для вторичной эмиссии из анода.
Предположим, что энергии всех электронов, показанных на иллюстрации, оказалось достаточно для выбивания вторичных электронов из анода.
При этом энергия электрона 2 была относительно мала, что привело к тому, что вторичных электрон тоже обладал малой энергией и не смог преодолеть потенциальный барьер. В результате был практически сразу притянут анодом и стал частью анодного тока. Как вариант, анодное напряжение значительно превышало сеточное напряжение. Результат одинаков.
Электрон 1 сумел обеспечить большую энергию вторичного электрона. В результате этот вторичный электрон смог преодолеть потенциальный барьер и попал на экранирующую сетку.
Электрон 3 имел очень большую энергию, или напряжение на аноде стало почти сравнимым с напряжением на сетке. В результате выбитый им вторичный электрон сумел даже пролететь сетку в обратном направлении. Но все таки вернулся на нее и стал частью тока сетки.
Итоговый результат выглядит так
Лампы тоже бывают правыми и левыми
Почему нельзя повысить коэффициент усиления лампы? Дело в том, что для этого надо увеличить плотность управляющей сетки. То есть, уменьшить ее шаг. И уменьшить расстояние от сетки до катода. Я говорил об этом в третьей части цикла «».
Но при этом неизбежно уменьшается отрицательное сеточное напряжение, которое закрывает лампу. Таким образом, основная часть характеристик смещается в область положительного сеточного напряжения. То есть, такая лампа будет работать с током сетки.
Такие характеристики, и собственно лампы, называются правыми. Просто по той причине, что основная часть характеристик располагается правее начала координатной оси сеточного напряжения (ось Х) соответствующего 0.
Что бы лампа могла работать при отрицательных сеточных напряжениях даже при больших анодных токах, без запирания, плотность сетки должна быть не слишком высокой. А это приводит к снижению коэффициента усиления лампы. Такие характеристики, и собственно лампы, называются левыми.
Триод 6Н1П, который я большей частью использовал в качестве примера в предыдущих статьях, является левым. Так как большая честь его характеристик лежит в области отрицательных сеточных напряжений. Даже при том, что частично характеристики располагаются в области положительных сеточных напряжений.
Для наших целей, усиление сигналов с минимумом искажений, нужны именно левые лампы.
