Наше знакомство с электронными лампами и их работой подходит к концу. Осталось познакомиться с пентодом, который во многом смог исправить недостатки и триода, и тетрода. И стал одной из самых популярных ламп.
Итак, тетрод это замечательная лампа, но динатронный эффект портит всю картину. Лучевые тетроды проблему во многом решили, но при малых токах анода она сохраняется.
А что если мы создадим тормозящее поле для вторичных электронов не объемным зарядом, который формируют "лучи" из электронов, а еще одной сеткой? Ее потенциал не будет зависеть от тока анода, а значит динатронный эффект будет устранен и при малых токах.
Так и появился пентод. Просто в тетрод была добавлена еще одна сетка, третья, между экранирующей сеткой и анодом. Эта сетка получила название защитной. И во многих пентодах она прямо внутри лампы соединяется с катодом. Хотя иногда и имеет отдельный вывод
У внимательных читателей сразу возникнет вопрос, а как же такая лампа работать будет? Ведь ее поле тормозящее и лампа просто будет заперта. Да, это и так, и не так, одновременно.
Все ранее рассказанной мной про работу ламп остается верным. Но эта третья сетка имеет одну небольшую хитрость - она довольно редкая, ее плотность мала, шаг большой.
Давайте посмотрим на диаграмму потенциалов для двух промежутков, между экранирующей и защитной сетками, и между защитной сеткой и анодом. Мы уже делали так для лучевого тетрода.
Видно, что защитная сетка имеет довольно большой шаг. Поэтому между ее витками потенциал поля не нулевой. На иллюстрации показана точка, расположенная ровно посередине между витками. В этой точке потенциал будет равен половине анодного. При приближении к виткам потенциал будет быстро спадать.
На иллюстрации показана ситуация, когда напряжение на аноде ниже напряжения на экранирующей сетке. То есть, в тетроде при этом точно наблюдался бы динатронный эффект.
На графике потенциала черной линией показано изменение потенциала по линии А-Б. А красным, по линии В-Г, которая проходит через нашу точку с потенциалом равным половине анодного.
Таким образом, неплотная сетка не создает сплошного тормозящего поля для вылетевших из катода электронов, которые имеют большую скорость и энергию. Она проницаема для этих электронов.
А вот для вторичных электронов выбитых из катода, энергия и скорость которых малы, защитная сетка становится преградой. И вторичные электроны или возвращаются на анод, если для их траектории движения поле сетки тормозящее, или попадают на сетку и создает ее ток.
Проницаемость пентода равна произведению проницаемостей всех трех сеток. И она еще ниже, чем у тетрода. А значит, коэффициент усиления пентодов выше, чем у тетродов. Выше и внутреннее сопротивление лампы. А вот крутизна примерно равна крутизне тетродов и триодов.
Но защитная сетка еще и является дополнительной экранирующей. И проходная емкость пентода меньше, чем у тетрода. Анодно-сеточные характеристики пентодов примерно такие же, как у тетродов. То есть, пентод является левым и работает при отрицательных смещениях управляющей сетки.
В пентодах, как и в тетродах при отсутствии динатронного эффекта, ток катода равен сумме токов анода и экранирующей сетки. А ток защитной сетки создают лишь электроны вторичной эмиссии, которые на нее могут попасть.
Для примера приведу характеристики достаточно популярно пентода 6Ж1П
Это пентод с "короткой" анодно-сеточной характеристикой. Для участка малых анодных токов при малых анодных напряжениях видна нелинейность, свойственная больше тетродам. Это особенность данной лампы, защитная сетка которой имеет довольно большой шаг.
Приведу и характеристики пентода с "удлиненной" анодно-сеточной характеристикой 6К1П. Такие пентоды использовались в каскадах с АРУ
В этой лампе защитная сетка более плотная, и нелинейности, к в 6Ж1П, уже практически нет.
В редких случаях защитная сетка использовалась как вторая управляющая. Поэтому в некоторых лампах она имеет отдельный вывод. Но это уже можно считать экзотикой, с любительской точки зрения. И я не буду отдельно рассматривать такое включение пентодов.
Заключение
На этом короткий цикл статей посвященных электронным лампам завершен. Он не был подробным, так как лампы уже являются частью истории, а не электроники дня сегодняшнего.
Да, они популярны у некоторой части аудиофилов. Но в целом уже ушли в прошлое. При этом они достойны уважения, так как ламповая техника была целой эпохой.
