Pentode

Un pentodo es un dispositivo electrónico que tiene cinco electrodos. El término se aplica más comúnmente a un tubo de vacío amplificador de tres rejillas o válvula termoiónica que fue inventado por Gilles Holst y Bernhard D.H. Tellegen en 1926. El pentodo (llamado amplificador de triple rejilla en alguna literatura) fue desarrollado a partir del tubo de rejilla de pantalla o tubo de rejilla de escudo (un tipo de tubo tetrodo) mediante la adición de una rejilla entre la rejilla de pantalla y la placa. El tubo de rejilla de pantalla tenía un rendimiento limitado como amplificador debido a la emisión secundaria de electrones de la placa. La rejilla adicional se llama rejilla supresora. La rejilla supresora generalmente funciona en o cerca del potencial del cátodo y evita que los electrones de emisión secundaria de la placa alcancen la rejilla de la pantalla. La adición de la rejilla supresora permite obtener una amplitud de señal de salida mucho mayor desde la placa del pentodo en funcionamiento amplificador que desde la placa del tubo de rejilla de pantalla al mismo voltaje de suministro de la placa. Los pentodos se fabricaron y utilizaron ampliamente en equipos electrónicos hasta las décadas de 1960 y 1970, tiempo durante el cual los transistores reemplazaron a los tubos en nuevos diseños. Durante el primer cuarto del siglo XXI, se produjeron algunos tubos de pentodo para aplicaciones de radiofrecuencia de alta potencia, amplificadores de instrumentos musicales (especialmente guitarras), audio doméstico y nichos de mercado.

Tipos de pentodos

• Los pentodes ordinarios se denominan afilado o alta pendiente pentagramas y tienen un tamaño uniforme de abertura en la red de control. La construcción uniforme de la cuadrícula de control resulta en el factor de amplificación (mu o μ} y la transconductancia cambiando muy poco con voltaje de rejilla cada vez más negativo, lo que resulta en corte bastante abrupto de corriente de placa. Estos pentodes son adecuados para la aplicación en diseños amplificadores que operan sobre rangos limitados de señal y sesgo en la red de control. Ejemplos son: EF37A, EF86/6267, 1N5GT, 6AU6A, 6J7GT. A menudo, pero no siempre, en el esquema de designación de válvulas europeas para pentodes un número uniforme indicaba un dispositivo de corte afilado mientras que la impar indicada distancia-corte; el EF37 era una excepción a esta tendencia general, tal vez debido a su historia como una actualización al EF36 ("El Mullard EF36, EF37 y EF37A" en el Museo Nacional de la Valve).
• Control remoto, variable-mu, supercontrol o pendiente variable Los pentodes manejan voltajes de señal y sesgo mucho más grandes en la red de control que los pentos comunes, sin cortar la corriente de ánodo. La cuadrícula de control del pentode variable-mu se construye de modo que resulte en un cambio incremental dado de voltaje de la red de control teniendo menos efecto en el cambio de corriente de ánodo ya que el voltaje de la red de control aumenta negativamente en relación con el cathode. La red de control a menudo tiene la forma de una helix de campo variable. A medida que el voltaje de la red de control se vuelve más negativo, el factor de amplificación del tubo se vuelve más pequeño. Los pentodios de tráfico variable reducen la distorsión y la modulación cruzada (intermodulación) y permiten un rango dinámico mucho mayor que los pentodios ordinarios. Se aplicaron por primera vez pentodes variables en fases amplificadoras de frecuencia radio de receptores de radio, típicamente con control de volumen automático, y se aplican en otras aplicaciones que requieren la capacidad de operar sobre grandes variaciones de voltajes de señal y control. Los primeros pentodes variable-mu disponibles comercialmente fueron los RCA 239 en 1932 y el Mullard VP4 en 1933.
• Pentones de poder o pentagramas potencia-amplificador. Los pentodes de potencia están diseñados para operar a altas corrientes, temperaturas más altas y voltajes más altos que los pentodes ordinarios. El cathode del pentode de potencia está diseñado para ser capaz de suficiente emisión de electrones para dar la corriente requerida a través del tubo para producir el poder deseado en la impedancia de carga. El plato o el ánodo de un pentode poder está diseñado para ser capaz de disipar más poder que el de un pentode común. El EL34, EL84, 6CL6, 6F6, 6G6, SY4307A y 6K6GT son algunos ejemplos de pentodes diseñados para la amplificación de potencia. Algunos pentagramas para requisitos específicos de televisión fueron:
  • salida de vídeo pentodes, p. ej. 15A6/PL83, PL802
  • producción de marco o deflexión vertical pentodes, como el PL84 y las secciones del pentode 18GV8/PCL85.
  • salida de línea o deflexión horizontal pentades, como el PL36, 27GB5/PL500, PL505 etc.
• Un "triode-pentode" es un solo sobre que contiene tanto un triodo como un pentode, como un ECF80 o ECL86.

Ventajas sobre el tetrodo

El tetrodo simple o tubo de rejilla de pantalla ofrecía un mayor factor de amplificación, más potencia y una capacidad de frecuencia más alta que el triodo anterior. Sin embargo, en el tetrodo, los electrones secundarios expulsados del ánodo (placa) por los electrones del cátodo que lo golpean (un proceso llamado emisión secundaria) pueden fluir hacia la rejilla de la pantalla debido a su potencial relativamente alto. Esta corriente de electrones que sale del ánodo reduce la corriente neta del ánodo I_a. A medida que aumenta el voltaje del ánodo V_a, los electrones del cátodo golpean el ánodo con más energía, eliminando más electrones secundarios, aumentando esta corriente de electrones que salen del ánodo. El resultado es que en el tetrodo la corriente del ánodo I_a disminuye al aumentar el voltaje del ánodo V< sub>a, sobre parte de la curva característica. Esta propiedad (ΔV_a/ΔI_a < 0) se llama resistencia negativa. Puede hacer que el tetrodo se vuelva inestable, lo que provoca oscilaciones parásitas en la salida, llamadas oscilaciones dynatron en algunas circunstancias.

El pentodo, tal como lo introdujo Tellegen, tiene un electrodo adicional, o tercera rejilla, llamada rejilla supresora, ubicada entre la rejilla de pantalla y el ánodo, que resuelve el problema de la emisión secundaria. A la rejilla supresora se le asigna un potencial bajo; generalmente está conectada a tierra o al cátodo. Los electrones de emisión secundaria del ánodo son repelidos por el potencial negativo en la rejilla supresora, por lo que no pueden alcanzar la rejilla de la pantalla sino que regresan al ánodo. Los electrones primarios del cátodo tienen una energía cinética más alta, por lo que aún pueden atravesar la rejilla supresora y llegar al ánodo.

Los pentodos, por lo tanto, pueden tener salidas de corriente más altas y una oscilación de voltaje de salida más amplia; el ánodo/placa puede incluso tener un voltaje más bajo que la rejilla de la pantalla y aun así amplificarse bien.

Comparaciones con el triodo

• Los penes (y tetrodes) tienden a tener una condensación de retroalimentación mucho menor, debido al efecto de detección de la segunda rejilla.
• Los penes tienden a tener mayor ruido (ruido de partición) debido a la división aleatoria de la corriente de cátodo entre la rejilla de la pantalla y el ánodo,
• Los triodes tienen una menor resistencia a los ánodos internos, y por lo tanto mayor factor de amortiguación cuando se utiliza en los circuitos de salida de audio, en comparación con los pentodes, cuando no hay retroalimentación negativa. Eso también reduce la amplificación potencial de voltaje obtenible de un triodo en comparación con un pentode de la misma transconductancia, y normalmente significa que una etapa de salida más eficiente se puede hacer utilizando pentodes, con una señal de potencia inferior.
• Los pentodes casi no se ven afectados por cambios en el voltaje de suministro, y por lo tanto pueden operar con suministros más mal estabilizados que triodes.
• Los penes y triodos (y tetrodes) tienen relaciones esencialmente similares entre la red (uno) tensión de entrada y corriente de salida de ánodo cuando el voltaje de ánodo se mantiene constante, es decir, cerca de una relación de ley cuadrada.

Uso

Los tubos Pentodo se utilizaron por primera vez en receptores de radio de consumo. Un tipo de pentodo muy conocido, el EF50, fue diseñado antes del inicio de la Segunda Guerra Mundial y se utilizó ampliamente en radares y otros equipos electrónicos militares. El pentodo contribuyó a la preponderancia electrónica de los aliados.

La computadora Colossus y el Manchester Baby utilizaron una gran cantidad de tubos de pentodo EF36. Posteriormente, el tubo 7AK7 fue desarrollado expresamente para su uso en equipos informáticos.

Después de la Segunda Guerra Mundial, los pentodos se utilizaron ampliamente en los receptores de televisión, en particular en el sucesor del EF50, el EF80. Los tubos de vacío fueron reemplazados por transistores durante la década de 1960. Sin embargo, se siguen utilizando en determinadas aplicaciones, incluidos transmisores de radio de alta potencia y (debido a su conocido sonido de válvula) en aplicaciones de audio profesionales y de alta gama, preamplificadores de micrófono y amplificadores de guitarra eléctrica. Grandes reservas en países de la ex Unión Soviética han proporcionado un suministro continuo de dichos dispositivos, algunos diseñados para otros fines pero adaptados al uso de audio, como el tubo transmisor GU-50.

Circuitos pentodo unidos a triodos

Un pentodo puede tener su rejilla de pantalla (rejilla 2) conectada al ánodo (placa), en cuyo caso vuelve a ser un triodo ordinario con características acordes (menor resistencia del ánodo, menor mu, menor ruido, se requiere más voltaje de accionamiento) . Entonces se dice que el dispositivo está "atado con triodo" o "conectado por triodo". A veces, esto se proporciona como una opción en los circuitos amplificadores de pentodo para audiófilos, para brindar las "cualidades sonoras" de un amplificador de potencia triodo. Se puede incluir una resistencia en serie con la rejilla de la pantalla para evitar exceder la potencia o el voltaje nominal de la rejilla de la pantalla y para evitar la oscilación local. La conexión triodo es una opción útil para los audiófilos que desean evitar el gasto de una conexión "verdadera" triodos de potencia.