Основным недостатком вакуумного триода является большая величина емкости между сеткой и анодом. Для устранения этого недостатка в тетроде между управляющей сеткой и анодом имеется вторая сетка (экранирующая). На эту сетку подается положительное напряжение, снижающее потенциальный барьер | φт |, а управление потоком электронов осуществляется путем изменения напряжения на первой (управляющей) сетке. Электроны, преодолевшие потенциальный барьер | φт |, через просветы между проволоками второй сетки попадают на анод. В тетроде анод и вторая сетка находятся под высокими положительными потенциалами. Электроны попадают на эти электроды с высокими скоростями и выбивают из них вторичные электроны. Если ис2 > иа, то вторичные электроны, выбитые из анода, перемещаются на вторую сетку. Если иа > ис2, то вторичные электроны, выбитые из проволок экранирующей сетки, перемещаются на анод. Это явление называется динатронным эффектом. Для его устранения между второй сеткой и анодом должно быть создано тормозящее поле для вторичных электронов. Это поле можно создать двумя способами. Первый состоит в увеличении плотности объемного отрицательного заряда в пространстве,между экранирующей сеткой и анодом, что достигается намоткой первой и второй сеток с одинаковым шагом и расположением проволок сеток друг за другом. Такие тетроды называются лучевыми. Второй способ заключается во введении третьей сетки, называемой антидинатронной. Эта сетка обычно соединяется с катодом и имеет нулевой потенциал, что и обусловливает снижение потенциала в пространстве между экранирующей сеткой и анодом, то есть возникновение потенциального барьера, который легко преодолевают электроны, летящие с большой скоростью к аноду, и не способны преодолеть вторичные электроны, выбитые из анода, скорость которых невелика. Этот способ реализован в пентоде, имеющем пять электродов.
В тетродах и пентодах величина катодного тока определяется действующим напряжением, учитывающим влияние всех сеток и анода. Для пентода оно равно
(10.23)
Обычно проницаемость сеток много меньше единицы. Поэтому можно считать, что
(10.24)
То есть действующее напряжение определяется первой и второй сетками, а третья сетка и анод не влияют на околокатодный процесс. Лишь в режиме возврата, когда некоторая часть электронов возвращается в околокатодную область, сказывается влияние напряжения иа на катодный ток. Величина катодного тока определяется законом степени трех вторых
(10.25)
Токи экранирующей сетки и анода определяются коэффициентом передачи тока катода:
(10.26)
(10.27)
Токи первой и третьей сеток практически отсутствуют, так как на первую сетку подается отрицательное напряжение, а третья сетка имеет нулевой потенциал.
Типичное семейство управляющих характеристик пентода (и тетрода) показано на рис. 10.9, а. Оно похоже на семейство характеристик триода, но в отличие от последнего напряжение запирания зависит не от анодного напряжения, а от напряжения на экранирующей сетке, то есть
(10.28)
Типичное семейство выходных характеристик пентода показано на рис. 10.9, б. На этом же рисунке показана зависимость токов iк и iс от uа при uс1 = 0. Б области малых напряжений uа существует режим возврата, в котором значение тока iк меньше значения тока, рассчитанного по закону степени трех вторых из-за возврата электронов в околокатодную область и повышения потенциального барьера | φт |. При иа = 0 ток iк = ic2, а ток ia = 0. По мере роста uа уменьшается число электронов, возвращающихся в околокатодную область, поэтому увеличивается ток iк и резко возрастает ток ia, одновременно резко уменьшается ток ic2. В области режима перехвата ток iк постоянен, ток ia несколько возрастает за счет роста коэффициента ά, а ток ic2 незначительно уменьшается. В тетродах за счет динатронного эффекта в области режима перехвата на выходных характеристиках появляются впадины, а на характеристиках тока iс2 — горбы. В лучевых тетродах горбы и впадины на выходных характеристиках отсутствуют, и переход от режима возврата к режиму перехвата наступает при более низком напряжении uа, чем в пентоде.
