Лъчев тетрод е електронната лампа, за която говорим днес в Сандъците – Sandacite.

Всичко започва, когато в хода на развитие на електровакуумната техника става ясно, че при обикновените тетродни лампи се появява т.н. динатронен ефект. Това означава промяна на тока в електронните лампи, предизвикано от възникването на вторична електронна емисия от повърхността на анода под действието на електронна бомбардировка. При тетродите динатронният ефект се проявява, когато напрежението на анода е по-ниско от това на екраниращата решетка. Тогава електроните, излъчени от анода, се ,,улавят“ от решетката, предизвиквайки поява на участък с отрицателна стръмност в анодната характеристика на електронната лампа. Динатроннят ефект е вреден, защото намалява усилвателните възможности на лампите.

За да се избегне този вре­ден ефект, необходимо е лампата да се конструира така, че точ­ките от дадена повърхност, разположена между анода и екрани­ращата решетка, да има по-нисък потенциал от потенциала на анода. При пентодите този въпрос се разширява, като между ано­да и екраниращата решетка се монтира трета (антидинатронна) решетка, която има потенциал, по-нисък от потенциала на анода.

В резултат на по-нататъшното усъвършенствуване на пентоди­те са конструирани т. нар. лъчевите тетроди, които понастоя­щем намират голямо приложение като усилватели на мощност.

На фиг. 2 е дадено условното означение на лъчевия тетрод.

За разлика от пентодите, при лъчевите тетроди потенциалът в пространството между екраниращата решетка и анода се пони­жава вследствие на отрицателно заредените електрони, които се движат от екраниращата решетка към анода. Ясно е, че колкото е по-силен анодният ток, толкова по-голям е отрицателният про­странствен заряд, дължащ се на електроните, които се намират в даден момент между екраниращата решетка и анода. Създаде­ното електрическо поле между този пространствен заряд и ано­да е такова, че възпира избитите от анода вторични електрони в тяхното движение към екраниращата решетка.

Необходимата концентрация на електроните в пространството между екраниращата решетка и анода в лъчевите тетроди се постига поради специалната им конструкция. Както се вижда от посоченото на фиг. 4 разположение на електродите и лъчевия тетрод с плоски електроди, разстоянието между екраниращата ре­шетка и анода при лъчевия тетрод е значително по-голямо, от- колкото при останалите екранирани лампи. Поради това количе­ството електрони нараства не само поради удължаването на пъ­тя им, но главно поради намаляването на скоростта им. От съ­щата фигура се вижда, че управляващата и екраниращата решетка са еднакво гъсти и навивките им са наредени една зад друга. Поради това електронният поток, излитащ от катода, се групира на толкова тесни снопове (във форма на кръгови сектори) или „лъчи“ (оттук и названието лъчеви тетроди), колкото са промеждутъците между навивките на управляващата решетка. При другите екранирани лампи също се получава такова гру­пиране на електроните, но то про­дължава при тях до екраниращата им решетка, която при тези лампи е значително по-гъста от управляваща­та, вследствие на което, удряйки се в нея, сноповете от електрони се раз­сейват. При лъчевите тетроди оба­че екраниращата решетка не само че не пречи, а напротив — спомага за доброто фокусиране на електроните. За постигане на добра фокусировка, при лъчевите тетроди отстрани на екраниращата решетка се монтират два електрода S (фиг. 4 б), свър­зани електрически с катода. При това двойно фокусиране (чрез ре­шетките и чрез спомагателните елек­троди) сноповете електрони се разсейват слабо при движение­то си към анода. Поради това, електронната концентрация меж­ду анода и екраниращата решетка е голяма.

Образуването на потенциален мини­мум при лъчевия тетрод наподобява получаването на потенциален мини­мум! от отрицателния пространствен заряд в двуелектродната лампа. При нея поради малката начална скорост на електроните минимумът се получа­ва близо до катода. При лъчевите тетроди електроните премина­ват навивките на екраниращата решетка със значителна скорост, вследствие на което потенциалният минимум се получава по- близо до анода (този минимум е отдалечен от анода на около ¹/з от разстоянието анод — екранираща решетка).

Поради отстраняването на динатронния ефект анодните харак­теристики на лъчевия тетрод нямат характерните за характерис­тиките на обикновения тетрод седловини.

От фиг. 6, на която са начертани анодните характеристики на руския лъчев тетрод 6ПЗС, се вижда, че тези характеристики на­подобяват анодните характеристики на пентода. За разлика от тях обаче анодните характеристики на лъчевия тетрод преминават значително по-рязко от стръмната в полегатата част. Това се дъл­жи на по-равномерното разпределение на потенциала в плоскост­та на потенциалния минимум, отколкото в плоскостта на защитна­та решетка при пентода. Поради тази форма на анодните харак­теристики на лъчевите тетроди при тези лампи може да се рабо­ти и при по-ниски анодни напрежения, без да има опасност от изкривяване на сигнала, подаден на управляващата решетка.

Съществено предимство на лъчевия тетрод в сравнение с пен­тода е незначителният ток на екраниращата решетка дори и при равен или по-висок потенциал на решетката от потенциала на анода. Това се дължи на разположението на навивките на решет­ките една зад друга. Поради слабата зависимост от тока на ек­раниращата решетка от напрежението й параметрите на лъчевия тетрод зависят по-слабо от режима на работа, отколкото при обикновения тетрод и при пентода. Освен това се спестява из­вестна енергия, която би се изразходвала за загряване на екра­ниращата решетка.

Поради тези си предимства лъчевите тетроди на­мират по-голямо приложение като крайни (мощни) лампи, откол­кото пентодите.

Недостатък на лъчевите тетроди е сравнително големият капа­цитет между анода и управляващата решетка. Това се обяснява с факта, че екраниращата решетка на лъчевия тетрод е по-рядка, отколкото при пентода и при обикновения тетрод. Ето защо лъ­чевите тетроди не могат да се използват за много високи чес­тоти.

Друг недостатък на лъчевия тетрод е появата на динатронен ефект при значителни отрицателни напрежения на управляващата му решетка, което личи и от анодните характеристики на лампа­та (фиг. 4). Това се обяснява с намаляването на гъстотата на отрицателния пространствен заряд при високите отрицателни по­тенциали на управляващата решетка (намалява значително броят на електроните, които се движат към анода), вследствие на което се влошава фокусирането на електроните. Същевременно и потен­циалният минимум намалява до такава степен, че избитите от анода вторични електрони преодоляват този минимум и достигат екраниращата решетка.

В днешните лъчеви тетроди коефициентът на усилване μ е от порядъка на стотици. Вътрешното им съпротивление R, има стойност от няколко десетки до няколкостотин килоома. Стръмността на характеристиката им има същия порядък, както при другите лампи, т. е. от единици милиампери на волт за маломощ­ните и средномощните лампи до 10—30 mА/V за по-мощните лампи.

Необходимо е да се отбележи, че понастоящем са разработени и лъчеви пентоди, които съчетават положителните качества на лъчевите тетроди и на обикновените пентоди (напр. лампата 1Ж24Б).

---

Литература:

Динатронный эффект – http://www.ravnopravie.kharkov.ua/dinatronniyeffekt.php

Как работает лучевой тетрод – http://musicangel.ru/mess151.htm

Атанасов, А., и др. Учебник за радиолюбителя. София, Техника, 1962.