Constructie en curve van een PL36 (in het rood de curve van een normale pentode) PL500 met cavitrap Sturing op g2 Vergelijking 6F6 (pentode) en 6L6 (beam tetrode)

Het verschil met traditionele pentodes wordt hier in detail uitgelegd.

De buizen hebben een lagere inwendige weerstand: de versterker heeft daardoor een betere dempingsfactor, en dit kan nog verbeterd worden door een lokale tegenkoppeling. Je hebt de voordelen van een transistorversterker (strakke bassen) met die van een buizenversterker (fluwelen sound).

Mullard, de engelse afdeling van Philips heeft een versterker ontworpen uitgerust met een paar PL81, dit is de lijneindtrap buis die in de allereerste televisietoestellen gebruikt werd.

Beam tetrodes (straalbundel tetrodes)

De PL500 (en de volgende buizen zoals de PL504, PL509 en PL519) hebben een speciale constructie om de secundaire emissie te verminderen (cavitrap).

De wikkelingen van het schermrooster liggen in het verlengde dan die van het stuurrooster zodat het rooster minder electronen opvangt, zie afbeelding rechts. Het positieve schermrooster zit in de schaduw van het negatieve stuurrooster. Hoewel het schermrooster de electronen kan sturen (en dus ook als ingang gebruikt kan worden), vangt het minder dan 1/3 van de electronen in vergelijking met een normale pentode.

De buis heeft geen keerrooster maar "beam forming plates". Door de electronenstroom te concentreren op bepaalde plaatsen ontstaat er een ruimte met een negatieve lading die hetzelfde effekt heeft als een keerrooster. De goede eigenschappen van de buis treden op van zodra er een voldoende stroom door de buis loopt (om de ruimtelading te vormen): deze buizen zijn enkel gemaakt als vermogensbuizen.

De tekening rechts is die van een PL36 een lijneindtrap die gesitueerd wordt tussen de PL81 en de PL500: de anode heeft nog geen cavitrap om de secundaire emissie goed te onderdrukken.

Indien je de curves vergelijkt met die van een EL34 of EL84 (curves in het rood), dan merk je dat de buis een meer lineaire werking heeft. Een ultralineaire montage is zelfs niet meer nodig (en is moeilijk realiseerbaar wegens de lagere g2-spanning). Indien je niet weet welke outputtransformator je zou moeten gebruiken, kan je een transformator gebruiken voor de KT88 (kinkless tetrode).

De PL500 werd opgevolgd door de PL504 die in bijna alle zwart-wit televisies gebruikt werd. Die buis gaat bijna niet stuk en er is nog een grote voorraad aan dergelijke buizen in omloop, zowel gebruikte buizen als NOS (New Old Stock), nieuwe buizen die nog nooit gebruikt zijn geweest en die meestal in de originele verpakking geleverd worden.

Indien je nog meer vermogen nodig zou hebben, kan je kiezen voor een PL509 of PL519. De PL509 werd in kleurentelevisies gebruikt en kan een vermogen leveren die driemaal hoger ligt dan die van een PL504. De PL509 en PL519 hebben nagenoeg identieke eigenschappen: de PL519 is een verbeterde versie van de PL509, maar de verbeteringen hebben betrekking op de stabiliteit bij hoogspanning en spelen dus geen rol bij een hifi versterker.

Dergelijke buizen hebben een zeer hoge vermogensreserve als ze als audioversterker gebruikt worden. Maar het continu-vermogen is eerder beperkt wegens de relatief lage dissipatie van de buizen. Een versterker uitgerust met een paar PL504 kan een vermogen van 100W leveren gedurende 10 seconden, maar kan slechts een continu vermogen leveren van 30W.

Deze buizen worden best uitgestuurd in classe AB, en zelfs in classe AB2 als de voedingsspanning wat lager is. De stuurbuis moet een lage uitgangsimpedantie hebben om de eindbuis lineair uit te sturen. Het stuurrooster van de eindtrap kan zelfs kortstondig positief worden tijdens de spanningspieken.

De eindtrappen kunnen niet direct met een fasedraaier aangestuurd worden, maar via een driverbuis zoals de ECC82. De beste schakeling is een Williamsonschakeling. Om de eindtrap maximaal uit te sturen heb je een wisselspanning van 40V nodig (ter vergelijking: 10V bij een EL84).

Deze buizen hebben dus superinteressante eigenschappen, maar een vreemde gloeispanning. Men kan tegenwoordig buizen kopen zoals de EL509 die de goede eigenschappen heeft van een lijneindtrap gecombineerd met een normale gloeispanning van 6.3V.

De afbeelding rechts, die de basis vormt voor verschillende afbeeldingen op het internet is reeds te vinden in de electronicacursus van IMB van mijn vader. In september 1953, toen hij bij IBM ging werken moest hij een cursus electronica volgen. Van transistoren was er toen nog geen sprake.

De buizen met een cavitrap (doorgaans buizen die in de electromagnetische afbuiging gebruikt worden) hebben een rechthoekige anode en de roosterwikkelingen zijn niet gebogen maar vlak (zie afbeelding cavitrap).

Sturing op g2 (enhanced triode)

Een dergelijke schakeling heeft een nadeel, namelijk de stroom die door het rooster moet lopen (maximaal 10mA). Om een correcte sturing te verzekeren moet er een stroom van 25mA door de stuurtrap lopen zodat de vermogenspieken correct weergegeven kunnen worden. Dit is meer dan tienmaal de stroom door de stuurtrap bij een gewone montage. Men is verplicht een vermogensbuis te gebruiken zoals de PL84 om de PL509 op zijn schermrooster te sturen (dit lukt ook met een triode die een hogere stroom kan leveren zoals de 12BH7 of ECC99).

Het is een schakeling die gebruikt kan worden als men een single ended schakeling wilt bouwen, maar het is een complikatie als men een push pull versterker zou willen bouwen. Bij een push pull versterker worden de meeste vervormingen onderdrukt door de symmetrische schakeling. Zou men toch een g2-sturing willen gebruiken, dan moet de Williamsonschakeling aangepast worden om een hoger vermogen te kunnen leveren.

Schermroosterspanning

In normale werking kan de anode een stroom hebben van bijvoorbeeld 20mA in rust tot 100mA als de eindtrap volledig uitgestuurd wordt. De schermroosterstroom kan in dit geval gaan van 0.5mA tot meer dan 10mA.

Het is daarom noodzakelijk dat de schermroosterspanning op een vaste waarde gehouden wordt (hangt af van de gebruikte buis, bijvoorbeeld 130V voor een PL504 en 200V voor een PL508). De stopweerstand moet een zo laag mogelijke waarde hebben.

De afbeelding rechts toont de curves van de 6F6 en de 6L6: de 6F6 is een klassieke pentode (cathode, stuurrooster, schermrooster, keerrooster en anode) terwijl de 6L6 een straalbundel tetrode is (zonder keerrooster).

De 6L6 heeft een hogere steilheid (hogere versterking) en de curve is meer recht: in het algemeen presteert de 6L6 beter dan de 6F6. Ook is het rendement van de buis wat hoger (maar dat is niet zichtbaar in de curve): er is minder schermroosterstroom nodig zodat er meer stroom overblijft voor de anode.

De 6L6 (samen met de zwakkere 6V6) liggen aan de basis van alle beam tetrodes.

In sommige toepassing zoals de versterkers van electrische guitaren gaat men liever werken met de 6F6 die de klank geleidelijk meer kleurt bij het bereiken van het maximaal vermogen. Bij het overschrijden van het maximaal vermogen kan de 6L6 te scherp klinken en de vervorming treed plots op. Dit is ook de reden waarom sommige fabrikanten de EL34 (pentode) prefereren boven de KT77.