Triode utilisée comme préampli UHF

1. Pente (transconductance)

On a utilisé plusieurs abbréviations pour la pente: d'abord S (l'unité de mesure étant le Siemens), maintenant on utilise G_m (transconductance ou conductance mutuelle).

La valeur va de 1.5mA/V pour un ECC83 à 6mA/V pour un ECC81. Ces valeurs qui sont publiées par le fabricant sont trop optimistes, elles sont mesurées avec le courant anodique maximal que le tube peut fournir. La pente augmente de 26% à chaque doublement du courant anodique, mais le tube n'est normalement pas utilisé avec un tel courant extrème.

La transconductance est mesurée avec une tension anodique constante, mais en pratique la tension anodique diminue quand le courant augmente. Et nous allons voir plus loin que le courant diminue quand la tension anodique diminue.

Avantages d'une pente élevée
Une pente élevée est importante pour les préamplificateurs qui doivent travailler avec des signaux très faibles (amplificateurs d'antenne et amplificateurs de signaux microphoniques) pour améliorer le rapport signal/bruit. Le bruit de fond est causé par les électrons qui arrivent de façon desordonnée sur l'anode. Si on augmente le courant, on réduit la part de bruit. C'est pour cela que les lampes qui sont utilisées dans les tuners travaillent avec le courant anodique le plus élevé possible. Certains tubes UHF qui étaient utilisés dans des répétiteurs UHF avaient une dissipation anodique de 5W (la température de l'anode s'élevait à 500 à 600°).

Une pente élevée est également importante pour les tubes de puissance: la tension variable en entrée doit être transformée en courant de sortie pour commander le haut parleur.

Comment obtenir une transconductance élevée?
La pente très élevée qui est obtenue avec certains tubes préamplificateurs ne peut être obtenue qu'en remplacant la grille classique par une grille montée sur un cadre rigide. Quand les autres paramètres sont maintenus constants, la pente est déterminée par la distance entre la cathode et la grille de commande. Avec un tube préamplificateur classique la distance est de 89µm, avec un tube à grille cadre la distance optimale est de 64µm. L'épaisseur du fil est de 7µm, dix fois plus fin qu'un cheveu. La tension mécanique sur le fil est très élevée pour éviter que les fils de la grille ne vibrent.

La transconductance peut être déterminée à partir des graphiques fournis par le fabricant. Nous commençons avec le graphique Ia/Ug. La transconductance est effectivement la pente de la courbe à un endroit déterminé (première dérivée). Nous choissisons un point de fonctionnement à -2V, ce qui nous donne un courant de 6mA avec une tension anodique de 200V. La dissipation est de 1.2W, nous restons dans les limites du tube.

Nous modifions latension entre -3 et -1V, le courant change de 2.5 à 11.5mA, une différence de 9mA. La pente est donc de 4.5mA/V (donc nettement moins que la pente imprimée dans les datasheets). Nous remarquons que la pente est la plus élevée avec des tensions de grille peu négatives et qu'elle devient très courbe avec des tensions plus négatives. On a donc tout intérêt à choisir le courant anodique le plus élevé possible (sans dépasser la dissipation maximale).

On peut effectuer les mêmes calculs avec le graphique Ia/Ua. Nous utilisons à nouveau une tension anodique de 200V et faisons varier la tension de grille de -1 à -3V.

On voit sur le graphique que la dissipation maximale n'est jamais atteinte, même pas avec une tension anodique de 200V et un courant de 11.5mA.

La suite: l'impédance dynamique.