Stralenbundel tetrode of straalpentode?

In Europa, waar tetrodes een slechte naam hadden zijn het allemaal pentodes als je de datasheets leest... In Europa heeft men weinig stralenbundel tetrodes gebruikt, enkel daar waar een hoger rendement noodzakelijk was (kleine audio vermogensbuizen zoals de ECL86, buizen voor de magnetische afbuiging zoals de EL36, EL500,...).

Curve van een PL36 (in het rood de curve van een EL34) Curve van de PL500 parameter: stuurroosterspanning Curve met parameter de schermroosterspanning Parameter schermroosterspanning, bepaling van de steilheid bij g1-sturing.

Gebruik in audio versterkers

Gebruik bij de afbuiging in televisies

Bekende buizen die voor de horizontale afbuiging gebruikt werden zijn de PL81, PL36, PL500, PL504, PL509 en PL519. Voor de verticale afbuiging, waar er minder hoge spanningen en stromen nodig zijn gebruikte men eerst audio buizen zoals de ECL82 om dan over te gaan naar specifieke raster eindtrappen zoals de PCL805.

Grafieken

De grafiek rechts (PL500) toont de anodestroom bij verschillende stuurroosterspanningen (en vaste schermroosterspanning van 190V). Zoals we reeds bij de curve van de PL36 konden opmerken is de curve van de PL500 meer rechtlijnig, waardoor er een grotere sweep mogelijk is (grotere spanningszwaai).

Wat men echter ook opmerkt, en dat is minder goed, is dat de lijnen dichter bij elkaar komen te liggen als het rooster meer negatief wordt. Dit is een teken dan de versterking van de buis daalt bij meer negatieve stuurroosterspanningen. Bij een hoge spanningszwaai ontstaan er daardoor vervormingen, die men gedeeltelijk kan vermijden in een push pull configuratie.

Men kan dit effekt beperken door te werken met een minder negatieve stuurroosterspanning, maar dan moet men ook werken met een minder hoge schermroosterspanning, anders hebben we een te hoge anodestroom.

De volgende grafiek (amerikaanse buis 6EM5, rastereindtrap) toont ook de anodestroom, maar nu in functie van de schermroosterspanning (met een vaste stuurroosterspanning). We zien direct dat de lijnen op een vaste afstand van elkaar staan. Dit geeft aan dat de werking van de tetrode meer lineair zal zijn met een sturing op het schermrooster. Dit is eigen aan alle beam tetrodes waarvan de spoed van beide roosters in het verlengde van elkaar staan.

De steilheid van de 6EM5 voor een g2-spanningsverandering van 50V bedraagt 0.75mA/V en is nagenoeg constant over het volledig bereik.

Nog een grafiek met de schermroosterspanning als parameter. We merken hier ook dat de lijnen mooi evenwijdig lopen en op een gelijke afstand van elkaar zitten. Maar hier gaan we de spanningsversterking bepalen voor twee verschillende schermroosterspanningen, namelijk 100V en 200V. We doen de meting bij een anodestroom van 50mA

Bij een schermroosterspanning van 100V en een stuurroosterspanningsverandering van 11V hebben we een anodestroomverandering van 77mA, dus een steilheid van 7mA/V.

Om aan dezelfde stroom te geraken bij een schermroosterspanning van 200V moeten we een lagere stuurroosterspanning gebruiken. We hebben opnieuw een spanningsverandering van 11V, maar de stroom verandert slechts van 50mA, dus een steilheid van 4.5mA/V. Men heeft er dus alle baat bij om een zo laag mogelijke schermroosterspanning te gebruiken. Dit heeft als extra voordeel dat er minder verliezen zijn (lagere schermroosterstroom). Het enig minpunt is een lagere maximale anodestroom, maar dat vormt geen probleem voor eindtrappen die in de afbuiging gebruikt worden.

Schermroosterspanning

In normale werking kan de anode een stroom hebben van bijvoorbeeld 20mA in rust en meer dan 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). Dit is des te meer nodig omdat de invloed van het schermrooster op de anodestroom bijna even groot is als die van het stuurrooster. De stopweerstand, als die gebruikt wordt, moet een zo laag mogelijke waarde hebben.

Sturing op g2

Sturing op g2 (enhanced triode)

Een dergelijke schakeling heeft een nadeel, namelijk de stroom die door het rooster moet lopen (gemiddeld 10mA op hoog uitgangsvermogen). 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 voor een push pull versterker. 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 (twee extra triodes in gemeenschappelijke anodeschakeling.).