테트로이드
Tetrode사극은 4개의 활성 전극이 있는 진공관(영어로 밸브라고 함)입니다.중앙에서 순서대로 4개의 전극은 열전자 음극, 제1 및 제2 그리드, 플레이트(영어로 양극이라고 함)입니다.테트로드는 여러 종류가 있으며, 가장 일반적인 것은 스크린 그리드 튜브와 빔 테트로이드입니다.스크린 그리드 튜브 및 빔 테트로드에서 첫 번째 그리드는 제어 그리드이고 두 번째 그리드는 스크린 [1]그리드입니다.다른 4극에서는 그리드 중 하나는 제어 그리드이고 다른 하나는 다양한 기능을 가질 수 있다.
사극은 1920년대에 삼극의 한계를 수정하기 위해 첫 번째 증폭 진공관인 삼극에 추가 그리드를 추가하여 개발되었습니다.1913년부터 1927년까지 세 가지 유형의 테트로이드 밸브가 등장했습니다.모두 관을 통과하는 전류의 1차 제어 역할을 하는 정상 제어 그리드를 가지고 있었지만, 다른 그리드의 의도된 기능에 따라 달랐다.과거의 출현 순서에는 공간 차지 그리드 튜브, 바이 그리드 밸브 및 스크린 그리드 튜브가 있습니다.이들 중 마지막은 응용 영역이 다른 두 가지 뚜렷한 변형으로 나타났다.스크린 그리드 밸브는 중주파, 소형 신호 증폭에 사용되었으며, 빔 사극은 나중에 나타나 오디오 또는 무선 주파수 전력 증폭에 사용되었습니다.전자는 RF 펜토드로 빠르게 대체되었고, 후자는 초기에 오디오 파워 증폭 장치로 펜토드의 대안으로 개발되었습니다.빔 사극은 고출력 무선 송신관으로도 개발되었습니다.
테트로드는 트랜지스터가 1960년대와 70년대에 밸브를 대체하기 전까지 라디오, 텔레비전, 오디오 시스템과 같은 많은 가전제품에서 널리 사용되었다.빔 테트로드는 최근까지 오디오 앰프 및 무선 송신기 등의 전력 애플리케이션에서 계속 사용되어 왔습니다.
구조
는 이것으로부터 발전된 triode, 유사한 방법으로 그 tetrode 기능.히터 또는 필라멘트를 통과하는 전류는 열이온 방출로 전자들을 내보내게 되며, 음극, 데운다.긍정적인 전압이 접시와 음극 사이, 전자의 음극에서 접시에 두 그리드를 통해 흐름을 일으키고 적용된다.Avarying 전압이 제어 그리드에 작용된 접시의 이 현재를 일으키고 변화를 제어할 수 있다.그 양극 회로나 다른 저항을 적재하고, 다양한 흐름은 접시에서 다양한 전압을 초래할 것이다.적절한 바이어스와 함께 AC전압이 제어 그리드에 지원의, 이 전압을 증폭되( 하지만 뒤집었죠)버전, 전압 이득을 제공한다.그 tetrode에서 다른 그리드의 기능은 다양하며 tetrode의 형식에 따라, 이 아래 논의된다.
공간 전하 격자 튜브
공간 전하 그리드 튜브는 가장 먼저 등장한 사극 형태였다.리 드 포레스트의 오디오 삼극관의 작용에 대한 그의 연구 과정에서, 어빙 랭뮤어는 가열된 열전자 음극의 작용이 음극 주위에 공간 전하, 즉 전자 구름을 만드는 것이라는 것을 발견했다.이 구름은 가상의 음극 역할을 했다.낮은 양극 전압에서 공간 전하 내의 많은 전자는 음극으로 돌아와 양극 전류에 기여하지 않았습니다. 외부 한계치에 있는 전자들만 양극으로 인한 전계의 영향을 받아 양극 쪽으로 가속됩니다.그러나 낮은 양의 인가 전위(약 10V)를 갖는 그리드를 음극과 제어 그리드 사이에 삽입하면 공간 전하가 음극에서 더 멀리 확장될 수 있습니다.이는 공간 전하의 전자에 대한 다른 전극(아노드 및 제어 그리드)의 전기장의 영향과 관련이 있는 두 가지 이점을 가지고 있었다.첫째, 낮은 양극 전압으로 양극 전류를 크게 증가시킬 수 있으며, 낮은 양극 [2]전압으로 밸브가 잘 작동하도록 만들 수 있습니다.둘째, 관의 트랜스컨덕턴스(컨트롤 그리드 전압에 대한 양극 전류의 변화율)가 증가했다.후자의 효과는 [3][4][5]밸브에서 사용 가능한 전압 게인을 증가시키기 때문에 특히 중요했습니다.
공간 충전 밸브는 밸브 시대 내내 유용한 장치로 남아 있었으며, 낮은 양극 전압만 사용할 수 있는 12V 전원에서 직접 작동하는 자동차 라디오와 같은 애플리케이션에 사용되었습니다.펜토드와 같은 다른 유형의 멀티 그리드 튜브에도 동일한 원리가 적용되었습니다.예를 들어 Sylvania 12K5는 "공간 충전 작동을 위해 설계된 4극"으로 묘사된다.12V 자동차 배터리에서 직접 전위를 얻을 수 있는 파워앰프 드라이버로서의 서비스를 목적으로 하고 있습니다.공간 차지 그리드는 양극 공급 [6]전압과 동일한 +12V로 작동되었습니다.
공간 전하 사극의 또 다른 중요한 응용 분야는 극소 전류를 검출하고 측정하는 전기계 튜브였다.예를 들어 General Electric FP54는 매우 높은 입력 임피던스와 매우 낮은 그리드 전류를 가지도록 설계된 "공간 전하 그리드 튜브..."로 설명되었습니다.특히−9
약 10암페어 미만의 직류 전류를 증폭하기 위해 설계되었으며, 5 x−18
10암페어 정도의 작은 전류를 측정할 수 있는 것으로 확인되었습니다.전류증폭계수가 250,000이고 양극전압 12V, 공간차지 그리드전압 +4V로 작동합니다.[7] 공간 전하 그리드가 전기계 사극에서 제어 그리드 전류를 낮추는 메커니즘은 음극에서 발생하는 양이온이 제어 [8]그리드에 도달하는 것을 막는 것입니다.
3극에 공간 전하 그리드를 추가할 때 결과 4극의 첫 번째 그리드는 공간 전하 그리드이고 두 번째 그리드는 제어 그리드입니다.
Bi-grid 밸브
바이 그리드 타입의 4극에서는, 양쪽의 그리드가 전기 신호를 전달하기 위한 것이므로, 양쪽 모두 제어 그리드입니다.영국에 등장한 첫 번째 예는 H. J. Round에 의해 디자인되어 [5]1920년에 사용 가능하게 된 Marconi-Osram FE1이었다.이 튜브는 동일한 밸브가 RF 앰프, AF 앰프 및 다이오드 검출기의 여러 기능을 수행하는 반사 회로(예: 단일 밸브 선박 수신기 유형[9] 91)에 사용하도록 설계되었습니다.RF 신호는 한쪽 제어 그리드에, AF 신호는 다른 쪽 제어 그리드에 적용되었습니다.이러한 유형의 사극은 스크린 그리드 밸브가 리시버 [10][11]설계에 혁명을 일으키기 전에 여러 가지 상상적인 방법으로 사용되었습니다.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/eb/Bigrid_transmitter.jpg/220px-Bigrid_transmitter.jpg)
1개의 어플리케이션이 그림에 나타나 있습니다.이것은 AM 텔레포니 송신기로서 인식될 수 있습니다.이 송신기는, 제2 그리드와 양극이 전력 발진기를 형성해, 제1 그리드가 변조 전극으로서 기능합니다.밸브의 양극 전류, 즉 RF 출력 진폭은 카본 마이크에서 나오는 G1의 전압에 의해 변조됩니다.[12] 이 타입의 튜브는 직접 변환 CW(방사선 촬영) 수신기로도 사용할 수 있습니다.여기서 밸브는 제1의 그리드와 양극의 결합의 결과로 진동하며, 제2의 그리드는 안테나에 결합된다.AF 비트 주파수는 헤드폰으로 들을 수 있습니다.밸브는 자체 발진식 제품 [13]감지기 역할을 합니다.또 다른 매우 유사한 바이 그리드 밸브의 적용은 초기 슈퍼헤트[14] 리시버에서 자체 발진 주파수 믹서로, 한 제어 그리드는 들어오는 RF 신호를 전달하고, 다른 제어 그리드는 동일한 밸브 내에서 국부 발진을 발생시키는 발진기 회로에 연결되었습니다.바이그리드 밸브의 양극전류는 제1그리드상의 신호와 제2그리드상의 발진기 전압에 비례하므로 2개의 신호의 필요한 곱셈이 달성되어 양극에 접속된 동조회로에 의해 중간주파수 신호가 선택되었다.이들 어플리케이션 각각에서 바이그리드 4극은 평판전류가 양쪽 입력신호를 통과할 뿐만 아니라 그리드에 인가되는 2개의 신호의 곱을 포함하는 불균형 아날로그 곱셈기로 작용한다.
그 슈우퍼 헤테로 다인 수신기
현대의 슈퍼헤테로다인(또는 슈퍼헤트) 수신기의 원리(원래는 초음속 헤테로다인 수신기로, 중간 주파수가 초음파 주파수였기 때문에 붙여진 이름)는 1917년 프랑스에서[15] 루시엔 레비에 의해 발명되었다(p 66). 그러나 에드윈 암스트롱에게도 공적이 있다.슈퍼헤트를 발명한 원래 이유는 스크린 그리드 밸브가 등장하기 전에는 Miller 효과로 인해 증폭 밸브와 트라이오드가 무선 주파수 (즉, 100 kHz를 훨씬 넘는 주파수)를 증폭하는 데 어려움을 겪었기 때문입니다.슈퍼헤테로다인 설계에서는 들어오는 무선 신호를 증폭하는 대신, 먼저 상시 RF 발진기(일명 로컬 발진기)와 혼합하여 일반적으로 30 kHz의 헤테로다인을 생성했습니다.이 Intermediate Frequency(IF; 중간 주파수) 신호는 착신 신호와 동일한 엔벨로프를 가지지만 반송파 주파수가 훨씬 낮기 때문에 트라이오드를 사용하여 효율적으로 증폭할 수 있습니다.검출되면 고주파 무선 신호의 원래 변조를 [16]얻을 수 있습니다.다소 복잡한 기술인 이 기술은 스크린 그리드 테트로드가 튜닝된 무선 주파수(TRF)[citation needed] 수신기를 실용화하면서 인기가 없어졌습니다.그러나 슈퍼헤테로다인 원리는 1930년대 초에 다시 등장하여 더 큰 선택성과 같은 다른 장점이 부각되었고, 현대의 거의 모든 수신기는 이 원리로 작동하지만 증폭기(예: 테트로다)가 트라이오드의 한계를 초과하여 더 높은 IF 주파수(때로는 원래 RF보다 높음)로 작동합니다.고주파(무선) 신호를 증폭하는 데 사용됩니다.
슈퍼헤테로다인 개념은 로컬 발진기로서의 밸브와 안테나 신호와 로컬 발진기를 입력 신호로 사용하는 믹서로서 별도의 밸브를 사용하여 구현할 수 있습니다.그러나 경제성을 위해 이러한 두 가지 기능을 단일 바이그리드 4극으로 결합할 수도 있으며,[14] 이는 안테나로부터의 RF 신호를 발진 및 주파수 혼합할 수 있습니다.이후 몇 년 동안 이것은 유사한 2입력 증폭/진동 밸브인 펜타그리드 컨버터 튜브에 의해 유사하게 수행되었지만, 펜타이드 튜브는 플레이트 및 양쪽 신호 그리드를 서로 정전적으로 격리하기 위해 억제기 그리드 및 2개의 스크린 그리드를 통합했다.오늘날의 리시버에서는 저렴한 반도체 기술(트랜지스터)에 기반하여 두 기능을 하나의 활성 장치로 결합해도 비용상의 이점이 없습니다.
스크린 그리드 밸브
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f6/RCA_24-A_Screen_Grid_tube_anode_characteristics.jpg/220px-RCA_24-A_Screen_Grid_tube_anode_characteristics.jpg)
스크린 그리드 튜브는 3극보다 훨씬 작은 제어 그리드를 양극 캐패시턴스와 훨씬 더 큰 증폭 계수를 제공합니다.트라이오드를 사용하는 무선 주파수 증폭 회로는 트라이오드의 [17]그리드 대 양극 캐패시턴스로 인해 진동하기 쉬웠다.스크린 그리드 튜브는 스크린 그리드, 실드 그리드 또는 때로는 가속 그리드로 불리는 그리드를 제어 그리드와 양극 사이에 삽입한다.스크린 그리드는 컨트롤 그리드와 양극 사이에 정전 차폐를 제공하여 두 그리드 사이의 정전 용량을 매우 작은 [18][17]양으로 줄입니다.최초의 스크린 그리드 밸브는 1919년 안도 히로시에 의해 특허를 받았으며 개발 버전은 제너럴 일렉트릭의 N. H. 윌리엄스와 Albert Hull, MOV의 H. J. Round, Phillips의 Bernard Tellegen에 의해 1926년에 [19]제조되었습니다.스크린 그리드 튜브는 [20]1927년에 처음 출시되었습니다.
특히 라디오 주파수(RF) [21]증폭기에서 통상적으로 양극과 그리드가 동조된 공진 회로에 연결되어 있는 경우, 3극의 양극 대 그리드 캐패시턴스(밀러 효과)를 통한 피드백은 진동을 일으킬 수 있습니다.약 100kHz 이상의 주파수에서는 중화 회로가 필요했습니다.소신호 증폭에 사용되는 일반적인 3극은 그리드 대 양극 캐패시턴스가 8pF인 반면, 일반적인 스크린 그리드 밸브의 해당 수치는 0.025pF였다.[22]잘 설계된 스크린 그리드 튜브 RF 앰프 [23][24]스테이지에는 중화 회로가 필요하지 않았습니다.
스크린 그리드는 [18]AC 접지에 바이패스 캐패시터에 의해 보증된 양의 DC 전압에 연결되어 있습니다.스크린 그리드 튜브가 앰프로 작동하는 유용한 영역은 스크린 그리드 전압보다 큰 양극 전압으로 제한됩니다.스크린 그리드 전압보다 높은 양극 전압에서 음극의 일부 전자는 스크린 그리드에 부딪혀 스크린 전류를 발생시키지만 대부분은 스크린의 열린 공간을 통과하여 양극으로 [18]계속 이동합니다.양극 전압이 스크린 그리드의 전압에 근접하여 아래로 떨어지면 플레이트 특성 이미지에 표시된 것처럼 스크린 전류가 증가합니다.
스크린 그리드가 추가되었을 때 스크린 그리드의 추가적인 장점이 분명해졌습니다.양극 전압이 스크린 전압보다 높은 한 양극 전류는 양극 전압과 거의 완전히 독립됩니다.이는 매우 높은 양극 동적 저항에 해당하므로 양극 로드 임피던스가 [25]클 때 훨씬 더 큰 전압 게인이 가능합니다.양극 전류는 제어 그리드와 스크린 그리드 전압에 의해 제어됩니다.따라서 테트로드는 주로 트랜스컨덕턴스(컨트롤 그리드 전압에 대한 양극 전류의 변화)에 의해 특징지어지는 반면, 트라이오드는 최대 가능한 전압 이득인 증폭률(mu)에 의해 특징지어진다.스크린 그리드 밸브 도입 당시 무선 수신기에 사용되는 일반적인 3극은 양극 동적 저항이 20kΩ 이하인 반면, 일반적인 스크린 그리드 밸브의 해당 수치는 500kΩ이었다.일반적인 3극 중파 RF 앰프 스테이지에서는 약 14의 전압 게인이 발생했지만 스크린 그리드 튜브 RF 앰프 스테이지에서는 30~[26]60의 전압 게인이 발생하였습니다.
매우 낮은 그리드-아노드 캐패시턴스를 최대한 활용하기 위해, 무선 구조에서 양극과 그리드 회로 사이의 차폐가 관찰되었습니다.S625 밸브는 접지된 평면 금속 실드에 장착되었으며 내부 스크린 그리드의 위치와 일치하도록 정렬되었습니다.입력 또는 제어 그리드 회로는 실드의 한쪽에 있고 양극 또는 출력 회로는 다른 쪽에 있습니다.S23 튜브를 사용하여 표시된 수신기에서는 튜닝된 검출기 단계뿐만 아니라 2단 RF 앰프의 각 단이 정전 차폐를 위해 개별 대형 금속 박스에 봉입되어 있었다.이 상자는 그림에서는 제거되었지만 상자 바닥의 위쪽 가장자리가 보입니다.
따라서, 스크린 그리드 밸브는 무선 장비의 중주파 및 고주파 범위에서 더 나은 무선 주파수 증폭을 가능하게 했습니다.그것들은 1927년 후반부터 1931년까지 무선 수신기의 무선 주파수 증폭 단계 설계에 일반적으로 사용되었고, 그 후 펜토드 튜브로 대체되었습니다.
screen-grid 밸브 Anode 특징이다.
스크린 그리드 밸브가 제한적으로 적용되고 RF 펜토드로 신속하게 대체된 이유는 이전 유형의 튜브의 독특한 양극 특성(즉, 양극 전압에 대한 양극 전류의 변화)이었다.
일반 애플리케이션에서는 양극 전압이 약 150V인 반면 스크린 그리드의 전압은 약 60V였습니다(Througher [5]p 183).스크린 그리드는 음극에 대해 양성이기 때문에 그리드 영역에서 양극으로 전달되는 특정 비율(약 1/4)의 전자를 수집합니다.이로 인해 스크린 그리드 회로에 전류가 흐릅니다.통상, 이 원인에 의한 화면 전류는 적고, 별로 관심이 없습니다.그러나 양극 전압이 스크린 전압보다 낮으면 스크린 그리드는 에너지 1차 전자의 충격에 의해 양극에서 방출되는 2차 전자를 수집할 수도 있습니다.두 효과 모두 양극 전류를 감소시키는 경향이 있습니다.스크린 그리드가 정상동작전압(예를 들어 60V)인 상태에서 낮은 값에서 양극전압이 증가하면 스크린 그리드를 통과하는 전자 중 더 많은 전자가 스크린 그리드로 되돌아가지 않고 양극에 의해 수집되기 때문에 양극전류가 처음에 빠르게 증가한다.4극 양극 특성의 이 부분은 3극 또는 5극의 해당 부분과 유사합니다.그러나 양극 전압이 더 높아지면 양극에 도달하는 전자는 2차 방출을 일으킬 만큼 충분한 에너지를 가지며, 이들 2차 전자의 대부분은 양극보다 높은 양의 전압인 스크린에 포착된다.이로 인해 양극 전압이 증가할 때 양극 전류가 증가하지 않고 떨어집니다.어떤 경우에는 양극 전류가 실제로 음이 될 수 있습니다(아노드로부터 전류가 흐릅니다). 이는 각 1차 전자가 2차 이상의 2차 전자를 생성할 수 있기 때문에 가능합니다.양극전압 상승에 따른 양극전류가 떨어지면 양극특성이 음의 기울기 영역을 갖게 되며, 이는 특정 회로에서 불안정성을 야기할 수 있는 음의 저항에 해당한다.양극전압의 높은 범위에서는 2차 전자가 양극으로 흡인되는 비율이 증가해도 양극전압이 스크린전압을 충분히 웃돌기 때문에 양극전류가 다시 증가하고 양극특성의 기울기가 다시 정의된다.더 높은 범위의 양극전압에서는 모든 2차 전자가 양극으로 돌아가기 때문에 양극전류가 실질적으로 일정해지고 튜브를 통한 전류의 주요 제어는 제어 그리드의 전압이다.이것이 [27]튜브의 정상적인 작동 모드입니다.
따라서 스크린 그리드 밸브의 양극 특성은 트라이오드와 매우 유사합니다.양극 전압이 스크린 그리드의 전압보다 낮은 경우에는 다이너트론[28] 영역 또는 테트로드 킨크라고 하는 독특한 음의 저항 특성이 있습니다.스크린 그리드 전압보다 큰 양극 전압에서 저전류 경사의 대략적인 정전류 영역도 트라이오드의 영역과 현저하게 다르며 스크린 그리드 튜브의 앰프 [29]작동에 유용한 영역을 제공합니다.낮은 기울기는 장치가 생성할 수 있는 전압 게인을 크게 향상시키므로 매우 바람직합니다.초기 스크린 그리드 밸브는 동등한 [25]3극의 50배 이상의 증폭 계수(즉, 트랜스컨덕턴스와 양극 경사 저항의a 곱, R)를 가지고 있었다.정상 작동 범위에서 높은 양극 저항은 스크린 그리드의 정전 차폐 작용의 결과입니다. 왜냐하면 양극으로 인한 전계가 제어 그리드 영역으로 침투하는 것을 방해하기 때문입니다. 제어 그리드 영역에는 그렇지 않으면 양극 전압이 상승할 때 전자 전류가 증가합니다.높으면 낮아집니다.
테트로이드의 음저항 작동 영역은 음저항 오실레이터의 한 예인 다이너트론 오실레이터에서 이용됩니다.(Eastman, 페이지 431)[4]
비임 사극
빔 사극은 부분적으로 시준된 전자빔을 사용하여 스크린 그리드와 양극 [30]2차 방출 전자를 양극으로 되돌리는 양극 사이에 밀도가 낮은 저전위 공간 전하 영역을 개발함으로써 스크린 그리드 튜브의 다이너트론 영역 또는 테트로드 꼬임 현상을 제거합니다.빔 4극의 양극 특성은 파워 펜토드의 양극 특성보다 낮은 양극 전압에서 덜 반올림되므로 동일한 양극 공급 [31][32]전압에서 더 큰 출력과 더 적은 세 번째 고조파 왜곡이 발생합니다.빔 테트로드는 일반적으로 오디오 주파수에서 무선 주파수까지 전력 증폭에 사용됩니다.빔 4극은 1933년 영국에서 아이작 쇼엔버그, 카봇 불, 시드니 로다 [33]등 3명의 EMI 엔지니어가 특허를 취득했다.
Critical-distance 4극 관
영국 런던의 고진공 밸브 회사(Hivac)는 1935년 8월 J. H. 오웬 해리의 임계 거리 효과를 이용하여 양극 전압의 다이너트론 영역 -[34] 양극 전류 특성을 제거하는 출력 테트로드를 도입했습니다.임계 거리 튜브는 양극 [35]2차 전자의 양극으로의 공간 전하 복귀를 이용했다.임계 거리 4극의 독특한 물리적 특성은 양극 거리에 대한 대형 스크린 그리드 및 타원 그리드 [34]구조였다.대형 스크린 그리드 대 양극 거리는 양극 전위가 스크린 [36]그리드보다 작을 때 양극 2차 전자를 양극으로 되돌리는 낮은 전위 공간 전하 형성을 촉진했다.타원 그리드는 제어 그리드 [37]전압으로 증폭률에 미치는 영향을 줄이기 위해 제어 그리드 지지 로드를 음극으로부터 멀리 떨어뜨릴 수 있게 했다.제어 그리드 전압이 0 및 음극일 때 제어 그리드 지지봉과 제어 그리드는 음극에서 양극 [38]원주의 두 넓은 섹터를 향해 180도 떨어진 공간 전류의 두 주요 영역으로 전자 스트림을 형성했습니다.이러한 특징들은 낮은 양극 전압에서 발생하는 포화 및 낮은 [34]양극 전압에서 발생하는 양극 전압 - 낮은 양극 전류 특성에서 발생하는 곡률 증가(작은 반지름)로 인해 동등한 전력 펜토드보다 다소 높은 출력 전력과 낮은 왜곡을 초래했습니다.이러한 유형의 테트로드는 국내 수신기 시장을 겨냥하여 도입되었으며, 일부는 저전력 배터리 작동 세트를 위한 2V 직류용 필라멘트를 가지고 있고, 다른 일부는 주전원 작동을 위한 4V 이상의 정격 히터를 가진 간접 가열식 캐소드를 가지고 있다.출력 전력 정격은 0.5와트~11.5와트입니다.혼란스럽게도, 이러한 새로운 밸브 중 몇 개는 거의 동일한 특성을 가진 기존 펜토드와 동일한 유형 번호를 가지고 있었다.예로는 Y220(0.5W, 2V 필라멘트), AC/Y(3W, 4V 히터), AC/Q(11.5W, 4V 히터) 등이 있습니다.
「 」를 참조해 주세요.
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