2. Dynamische weerstand

Ra is de dynamische weerstand van de buis. Zoals de steilheid wordt de weerstand berekend met een verschil in spanning (hier anodespanning, bij de steilheid is het een verschil in roosterspanning). Het resultaat wordt aangegeven in ohms (R = U/I).

De dynamische weerstand geeft aan hoe groot de invloed is van de anodespanning op de anodestroom. De weerstand kan verhoogd worden door de afstand tussen cathode en anode te vergroten. De positie van het rooster heeft weinig invloed op de weerstand van de buis.

Tetrodes en pentodes die een extra rooster hebben tussen het stuurrooster en de andode hebben een hoge impedantie. De anodestroom wordt slechts in beperkte mate bepaald door de anodespanning. Het is alsof de buis zich als een current sink zou gedragen, gestuurd door de spanning op de roosters.

Triode: voor een spanning die van 200V naar 250V gaat hebben we een verhoging van de stroom van 31mA, we hebben een dynamische weerstand van 1.6kΩ (vermogenstriode).

Pentode: voor een anodespanning die van 250V naar 300V gaat hebben we een anodestroomverhoging van 1mA, een dynamische impedantie van 50kΩ.

Met de (zeer algemene) grafiek kan je ook nagaan of de buis lineair zal werken met de ingestelde parameters (roosterspanning en anodespanning): de lijnen moeten parallel lopen en op gelijke afstand van elkaar liggen als men de roosterspanning laat variëren tussen -2V, -4V en -6V.

Nut van een hoge dynamische weerstand
Een buis met een hoge dynamische weerstand kan een hogere versterkingsfactor bereiken (spanningsversterking in voortrappen), maar bij eindtrappen biedt een te hoge dynamische weerstand geen meerwaarde, in tegendeel (minder demping van de luidspreker).

Waarom gebruikt men dan pentodes in eindtrappen, terwijl ze een hoge impedantie hebben waardoor men verplicht is transformatoren met een hoge transformatieverhouding te gebruiken?

Als de triode als eindtrap ghebruikt wordt, dan ontstaat er een hoge alternatieve spanning op de anode (honderden volts). Bij een triode wordt daardoor de versterking van de buis sterk verminderd. Men heeft een sterke stuurspanning op het rooster nodig, en zelfs met die hoge ingangsspanning kan de buis niet volledig uitgestuurd worden. Het rendement van een triode als eindtrap is daardoor lager dan een pentode. Een pentode daartegenover levert een stroom die afhangt van de spanning op de roosters, terwijl de invloed van de anodespanning beperkt is.

De weerstand is niet zomaar een ohmse weerstand, maar een dynamische weerstand, die afhangt van de instelling van de pentode, en vooral van de stuurroosterspanning. De pentode werkt eigenlijk als een variabele weerstand, die met de roosterspanning gestuurd wordt. Door een tegenkoppeling toe te passen compenseert men de hoge uitgangsimpedantie van de pentode (een tegenkoppeling is meer nodig voor een pentode dan een triode).

Hoe de dynamische weerstand verhogen?
De spoed van de rooster verkleinen (de wikkelingen van het rooster zitten dichter bij elkaar) verhoogt de inwendige weerstand van de buis. De dicht bij elkaar gelegen wikkelingen verminderen de invloed van de anodespanning op de anodestroom. Dit is nog meer het geval met buizen met meer roosters zoals tetrodes en pentodes. Het is niet zonder reden dat de tweede rooster schermrooster genoemd wordt: het rooster vermindert de invloed van de anodespanning.

Bij de triode stijgt de stroom sterk met de spanning, de buis gedraagt zich als een weerstand met een lage waarde. Wat men ook ziet is dat de lijnen redelijk evenwijdig lopen: de buis heeft een lineaire versterking.

Bij de pentode stijgt de stroom minder sterk bij het verhogen van de anodespanning. De curve heeft een niet-rechtlijnig verloop en wat vooral opvalt is de tetrodeknik bij lage anodespanningen (als de anodespanning on,der de schermroosterspanning ligt). De anodestroom is lager omdat electronen die vrijkomen van de anode (secundaire emissie) opgevangen worden door het schermrooster en dus de anodestroom verminderen. De curves liggen ook niet op gelijke afstanden: bij een sterk negatieve stuurroosterspanning daalt de versterking van de buis. De buis is minder lineair bij hoge signaalamplitudes.

Vervolg: de versterkingsfactor.