Лампа 6Ж10П пентод

3.6. Реальные значения

Если режим лампы в реальной схеме отличается от номинального, то статические параметры уже будут другими. Какими?
Вероятно, ничего не остается, как обратиться к характеристикам лампы. Правда, они не всегда наличествуют, а достоверность имеющихся может вызывать сомнения…

Однако можно попытаться оценить их значения для фактического режима, исходя из номинального значения.

Во-первых, приблизительно можно считать, что в режиме с током анода, равным номинальному (но, возможно, с другим
сочетанием потенциалов анода и сетки), крутизна триода будет соответствовать номинальной.

Во-вторых, можно принять с некоторой степенью точности, что крутизна пропорциональна кубическому корню тока
анода: при токе, в 8 раз меньше номинального, следует ожидать значения S вдвое ниже паспортного. Конечно, не
для всех реальных ламп это справедливо.

В-третьих, статический коэффициент усиления µ (не путать с фактическим
коэффициентом усиления) от режима лампы по сути дела не зависит, он определяется конструкцией электродов. Эта особенность нам далее
очень пригодится.

4.4. Третья сетка

Мы отмечали в качестве достоинства тетрода его малую чувствительность к снижению анодного потенциала: на «триодную
часть» тетрода анодное напряжение почти не влияет.

На деле ситуация может оказаться не столь отрадной. Выбивание из анода вторичных электронов (известное как
«динатронный эффект») и оседание их на второй сетке способно изменять нормальное токораспределение, в результате чего характеристики в области низких анодных
напряжений будут иметь причудливый вид, совсем не такой, как на предыдущем рисунке.

Введение третьей (защитной, антидинатронной, пентодной) сетки создает для вторичных электронов тормозящее
поле, что устраняет описанные нежелательные явления. Третья сетка, впрочем, дает пентоду еще ряд преимуществ:

1) дополнительное экранирование в еще большей мере снижает проходную емкость;

2) оно же еще увеличивает внутреннее сопротивление лампы (у пентодов доходит до 1 — 2 МОм, что
отлично видно по кривым характеристик); это бывает немаловажно для согласования с высокоизбирательными резонансными системами, а также позволяет в принципе
получить от одиночного каскада большее усиление;

3) защитная сетка является добавочным управляющим электродом и открывает возможности для создания
электронных приборов с двойным управлением, например, в функции преобразователей частоты, селекторов импульсов и т.п.

4.6. Лучевые тетроды

Для применения в каскадах усиления мощности (где и ожидался эффект от пентодов) чрезвычайно высокое внутреннее
сопротивление последних не всегда полезно, в первую очередь это относится к низкочастотным усилителям. Поэтому были придуманы способы подавления последствий
динатронного эффекта без введения добавочной сетки. Все они по существу основаны на принципе образования перед анодом пространственного заряда. Он и призван
создавать тормозящее поле для вторичных электронов. Тетроды, сконструированные на таких идеях, принято называть лучевыми.

Сравним две очень похожие лампы по их внутреннему сопротивлению:

1) пентод 6П15П: R_i = 100 кОм;

2) лучевой тетрод 6П14П: R_i = 30 кОм.

3.3. Ток сетки и утечка сетки

Уместно отметить, что, рассматривая кривые для тока анода, мы не упоминали про ток сетки. Это естественно, ведь при
отрицательных потенциалах на сетке (наиболее частый случай) ее ток практически равен нулю.

По этой причине напряжение, требуемое для установления заданного режима, нередко подают на сетку через
омическое сопротивление весьма большой величины, достигающее мегом, тем не менее, практически не влияющее на величину потенциала. Такое сопротивление
называют сопротивлением утечки сетки.

Как правило, положительных напряжений на управляющей сетке избегают, поскольку эти режимы связаны с
появлением нежелательного сеточного тока. Впрочем, это не значит, что работа с токами сетки
вообще недопустима.

4.7. «Варимю» или «вариэс»?

Известны пентоды, предназначенные для регулирования
усиления (6К3, 6К13П и им подобные), имеющие анодно-сеточную характеристику, приближающуюся к экспоненциальной. В иностранной литературе такие лампы
именовались «варимю». Название, кажется, неподходящее: ведь здесь требуется регулировка вовсе не величины µ, а
крутизны характеристики S.

       Тем не менее, название не случайно, оно отражает конструкцию подобных ламп, а именно — переменный шаг
навивки управляющей сетки. Лампа «варимю» образуется как бы параллельным соединением ряда ламп с разными значениями µ, ведь этот параметр зависит именно от
густоты управляющей сетки.

На рисунке показано, как суммируются характеристики двух ламп с разными значениями статического
коэффициента усиления (а значит, с разной величиной раствора характеристики при одинаковом режиме). Хорошо видно, что такое суммирование
как раз и приводит к эффекту переменной крутизны.

Часть []  []  []
[]  []  [] 
[]  [] 

4.1. Анод и «анод»

Появление лампового тетрода, а вслед за тем и пентода, было вызвано рядом особенностей триодов, которые в те
годы осознавались как очевидные недостатки.

Во-первых, наличие заметной электрической емкости между сеткой и анодом затрудняет использование
лампы для усиления высоких частот.

Во-вторых, особенности анодных характеристик триода препятствуют получению больших
мощностей (высокого КПД) в каскадах оконечного усиления. Пока достаточно пояснить, что суть проблемы — в катастрофическом спаде анодного тока при
уменьшении потенциала на аноде, что отлично видно по анодным характеристикам. Усилительный каскад с триодом не способен отдать
значительный ток в момент минимума анодного напряжения (а ведь как раз в этот момент ток обязан быть наибольшим).

Генеральная идея тетрода — в разделении функций анодов. В нем отделены: «анод», отвечающий за обеспечение
режима (его роль как раз и играет вторая, экранная сетка с постоянным положительным потенциалом U_C2), от анода, принимающего
полезный ток (это собственно анод).

4.3. Токораспределение

Как было сказано, экранная сетка призвана своим полем создать местный эквивалент анода, отнюдь не препятствуя
проходу электронов на настоящий анод. На самом деле, конечно, часть электронов оседает на витках этой сетки, создавая ток I_C2. Разделение
общего электронного потока (тока катода) на составляющие анода и второй сетки называют токораспределением.

Как правило, ток экранной сетки в несколько раз меньше анодного. При конструировании ламп его стараются
уменьшить (хотя и не всегда). Например, для лампы 6П3С в номинальном режиме: I_A = 72 мА, I_C2 < 8
мА.

Впрочем, известны хитроумные схемы, применявшиеся даже в профессиональной аппаратуре, когда экранирующую сетку
принуждают выполнять функцию действительного анода, включая в ее цепь нагрузку. На фрагменте схемы радиоприемника «Родина» видно, как в качестве анода
предоконечного каскада используется вторая сетка, чтобы освободить собственно анод пентода для выполнения функции детектирования.

3.7. «Левые» и «правые»

Найдите в справочнике и сравните между собой анодно-сеточные характеристики триодов 6Н7С и 6Н8С: вы увидите
очевидную разницу.

У первого ток анода, даже при отсутствии отрицательного смещения на сетке, невелик. К примеру, чтобы добиться
тока I_A = 10 мА даже при нулевом потенциале сетки, потребуется задать анодное напряжение свыше 200 вольт. Анодно-сеточная
характеристика лампы как бы прижата вправо, это так наз. «правая» лампа.

В отличие от нее, лампу 6Н8С можно считать «левой»: тот же ток I_A = 10 мА и при
смещении на сетке -4 В легко достигается здесь при анодном напряжении менее 200 В.

Разница характеристик объяснима: статические коэффициенты усиления 6Н7С и 6Н8С составляют, соответственно, 35 и 20.

Каков же смысл в мощном триоде (а 6Н7С — мощный триод), так анода которого при реальном смещении — всего лишь
несколько миллиампер? В свое время будут даны
пояснения.

4.5. Двойное управление

Очевидно, что изменение напряжения на защитной сетке неспособно заметно повлиять на катодный ток. Однако оно влияет
на токораспределение: рост отрицательного потенциала третьей сетки U_C3 уменьшает
ток анода — в той мере, в какой увеличивается ток экранной сетки.

Получается, что колебания токов анода и второй сетки, вызванные сигналом, поданным на третью — будут в
противофазе между собой. Если включить нагрузку в цепь экранной сетки, обратная связь с нее на защитную сетку окажется положительной: это интересно для
построения автогенераторов (так наз. транзитронные и фантастронные генераторы).

Влияние U_C3 на анодный ток характеризуется крутизной по третьей сетке S_C3.
В лампах, предназначенных именно для «двойного управления» (6Ж2П, 6Ж10П), приняты конструктивные меры по увеличению этого параметра; легко сообразить, что
эффективность управления токораспределением будет выше, если ток второй сетки вообще достаточно велик.

Точно на том же принципе работают многосеточные частотопреобразовательные лампы: гексоды, гептоды, октоды.

4.2. Триодная часть

 Для так наз. «триодной части тетрода» (катод — управляющая сетка — экранная сетка) всегда обеспечивается
режим работы с фиксированным «анодным» потенциалом. Поэтому нежелательный эффект спада анодного тока с уменьшением потенциала на аноде (настоящем аноде)
проявляется в значительно меньшей мере, ведь теперь анод не входит в триодную систему. Это видно из анодных характеристик тетрода, ничуть не напоминающих
триодные.

Таким образом, с тетродом можно добиться значительно большей максимальной амплитуды полезного сигнала на
аноде: как говорят, повысить использование анодного напряжения. Другое преимущество тетрода: экранирующее действие второй сетки значительно снижает
паразитную, так называемую проходную емкость между входом и выходом (т.е. анодом и первой сеткой). Нужно упомянуть и
значительное увеличение параметра µ.

Отметим, что анодно-сеточные характеристики тетрода (и пентода) по сути дела совпадают с таковыми для триода, разница в том,
что их семейство характеризуется теперь набором напряжений экранной сетки (а не анода).