De verschillende soorten buizen

Tetrode

Ten eerste is de versterking veel hoger, omdat er geen terugwerking is van de anode naar het rooster. De kenmerkende lijnen lopen ook volledig anders, waarbij de anodespanning maar weinig invloed heeft op de anodestroom.

Een probleem is de extra ruis die een tetrode heeft ten opzichte van de triode. De electronenstroom kan ofwel opgevangen worden door het schermrooster, ofwel door de anode. Een electron die opgevangen wordt door het rooster kan niet opgevangen worden door de anode, waardoor er een soort ruis ontstaat (partitieruis). De extra ruis kan opgevangen worden door speciale triodeschakelingen waarbij men de nadelen van de triode en de tetrode/pentode kan opvangen.

De tetrode werkt in het algemeen goed, maar kan niet sterk uitgestuurd worden. Als de anodespanning namelijk onder de schermroosterspanning komt, dan stijgt de stroom door het schermrooster (en daalt de stroom door de anode nog verder). Dit veroorzaakt een scherpe knik in de caracteristiek die duidelijke vervormingen teweeg brengt. Deze vervormingen kunnen niet opgevangen worden door bijvoorbeeld een balansschakeling.

EF86 EL34

Wat zien we op de grafieken? Wat we direct opmerken is dat de anodestroom minder afhankelijk wordt van de anodespanning. De curves lopen bijna horizontaal. Bij de EF86 stijgt de stroom slechts van 1mA als we de anodespanning van 100V naar 300V brengen. De inwendige weerstand van de buis is hier dus 200kΩ bij een roosterspanning van -2V. Laten we zoals bij de ECC83 de roosterspanning gaan van -1V naar -2V, dan gaat de stroom van 5.1mA naar 2.9mA (met constant gehouden schermroosterspanning). Bij de EL34 stijgt de stroom van 25mA als we de anodespanning opvoeren van 100V naar 300V, dus een inwendige weerstand van 8kΩ bij een roosterspanning van -10V. Als we de roosterspanning veranderen van -10V naar -15V, dan verandert de anodestroom van 130mA naar 70mA (steilheid = 12mA/V)

Pentode

De keerrooster die op cathodepotentiaal zit stoot de trage electronen uit de anode af, terwijl de snelle electronen uit de cathode ongehinderd het keerrooster kunnen passeren. Electronen die ten gevolge van de secundaire emissie uit het schermrooster vrijkomen keren ook terug naar het schermrooster (secundaire emissie op het schermrooster kan optreden bij vermogenspentodes).

De knik in de caracteristiek is min of meer verdwenen (dit hangt af het type buis). De EF86 heeft een recht verloop, maar bij de EL34 zien we duidelijk nog een restantje van de knik. De knik is aanwezig bij een lage anodespanning (als de anodespanning lager is dan de schermroosterspanning) en bij een relatief lage anodestroom.

Bij de EL34 (die tegenwoordig nog gefabriceerd wordt in China en Rusland) kunnen de caracteristieken verschillend zijn van één lot ten opzichte van een volgend lot. Het is daarom belangrijk gelijktijdig 4 buizen aan te kopen (voor een stereo eindtrap in push pull configuratie). De schakeling moet ook afgeregeld worden éénmaal de buizen geplaatst en de buizen mogen dan niet meer van plaats gewisseld worden. Voor de voortrappen zijn licht afwijkende caracteristieken niet van belang.

Een pentode heeft nog steeds een slechtere ruisfaktor in vergelijking met een triode. Het ruisen is echter niet van belang bij vermogenbuizen, en zelfs als voorversterkerbuis (signaal op lijnniveau van 200 à 500mV) is de ruis zeer laag. Het is enkel als men de buis in tuners gebruikt (waarbij we te maken hebben met antennesignalen van slechts een paar µV) dat de slechtere ruisfactor van de pentode en rol speelt.

Bij voorversterkerbuizen gaat ongeveer 25% van de stroom naar het schermrooster en 75% naar de anode. In voorversterkers speelt dit laag rendement geen rol, want de vermogens zijn laag, maar zijn wel belangrijk bij eindtrappen (waar de schermroosterstroom ongeveer 10% van de cathodestroom bedraagt). Om deze verliezen te beperken gebruikt men vaak beam tetrodes als eindtrap.

Beam tetrode

Het hoger rendement van de beam tetrode wordt bereikt door de wikkelingen van het schermrooster in het verlengde van die van het stuurrooster te plaatsen zodat het schermrooster minder electronen kan opvangen.

Bij een beam tetrode is er geen keerrooster, maar zijn er twee platen om de electronenstroom te bundelen. De (negatief geladen) electronenwolk gaat daardoor zelf fungeren als keerrooster. In het algemeen kan men betere eigenschappen bereiken met beam tetrodes dan met echte pentodes. In het frans worden dergelijke buizen "tétrodes à flux dirigé" genoemd. Deze buizen presteren het best bij een hogere anodestroom, zodat de electronenwolk voldoende aktief is.

Meer informatie over pentodes.