Наш любимец триод далеко не безгрешен — у него есть два весьма серьезных недостатка. Во-первых, в триоде открыт путь для так называемой обратной связи, то есть для влияния выходного сигнала на входной. Анод и управляющая сетка триода образуют своего рода конденсатор, и именно через него «мощная копия» воздействует на свой оригинал. В зависимости от целого ряда обстоятельств обратная связь может усиливать входной сигнал или, наоборот, ослаблять его. В обоих случаях нормальная работа усилителя нарушается, и поэтому большую емкость между анодом и сеткой относят к недостаткам триода.

Второй недостаток триода можно было бы определить так: анодное напряжение слишком сильно управляет анодным током. Правда, наш прежний вывод о том, что анод действует на ток слабее, чем сетка, остается в силе — иначе лампа вообще не усиливала бы напряжения. И все же хотелось, чтобы переменное анодное напряжение еще меньше «вмешивалось» в дела анодного тока, чтобы полновластным хозяином здесь был только входной сигнал, поданный на сетку.

Оба недостатка триода устраняются одним ударом — между управляющей сеткой и анодом располагают четвертый электрод — так называемую экранную сетку (рис. 40, а). Также как и управляющая, это сетка только по названию, фактически она представляет собой спираль. Четырехэлектродная лампа называется тетродом — тетра по-гречески значит четыре. Для того чтобы экранная сетка выполняла свои функции, нужно подать на нее положительное напряжение и одновременно заземлить ее через конденсатор (рис. 41).

Рис. 41

Положительное напряжение на экранной сетке ускоряет движение электронов, которые, пролетев сквозь нее так же легко, как и через управляющую сетку, устремляются к аноду.

Положительное напряжение на экранной сетке, для краткости мы будем называть его просто экранным напряжением или «плюсом» на экране, заметно уменьшает влияние анодного напряжения на анодный ток. Как бы ни уменьшался теперь «плюс» на аноде (на схемах для краткости пишут +А), экранная сетка продолжает делать свое дело — с постоянной силой подталкивать электроны к аноду.

Здесь необходимо отметить, что часть электронов, примерно 5—10 %, перехватывается самой экранной сеткой, и в лампе появляется экранный ток — некоторое подобие анодного тока. Экранный ток позволяет очень просто подавать напряжение на экранную сетку от анодной батареи (рис. 41, б). Дело в том, что для большого числа ламп экранное напряжение должно быть меньше анодного. Это довольно легко сделать, если подать напряжение на экранную сетку с «плюса» анодной батареи через гасящее сопротивление R₂. Проходя поэтому сопротивлению, экранный ток создаст на нем какое-то падение напряжения (закон Ома!) и в результате этого уменьшится напряжение на экранной сетке. Так, например, если напряжение анодной батареи 250 в и на гасящем сопротивлении теряется 150 в, то на экранной сетке (то есть между этой сеткой и «землей») действует остаток 100 в. Из сказанного ясно, что для того, чтобы понизить экранное напряжение, достаточно увеличить гасящее сопротивление. Довольно часто пониженное напряжение на экранную сетку подают с делителя (рис. 41, в).

Конденсатор С₂ в цепи экранной сетки выполняет роль обычной развязки — он замыкает на «землю», то есть на катод, переменную составляющую экранного тока, которая появляется под действием усиливаемого сигнала. Но это далеко не все. Конденсатор в экранной цепи замыкает на «землю» также и переменные токи, которые в триоде попадали из выходной цепи во входную и таким образом создавали обратную связь. Теперь эти токи пройдут на «землю» по пути наименьшего сопротивления, то есть через емкость анод — экранная сетка, и через развязывающий конденсатор. Так экранная сетка защищает управляющую от анода.

Несмотря на очевидные достоинства, тетрод не получил широкого распространения, а в современных приемниках он не применяется вообще. Причиной этому одно весьма неприятное явление с довольно громоздким названием «динатронный эффект».

Когда электроны с большой скоростью врываются в анод, то они выбивают из металла другие, так называемые вторичные электроны. Казалось бы, что эти электроны, так же как и основные, первичные, должны вернуться обратно на анод под действием положительного напряжения. Однако так бывает не всегда.

Поскольку на нагрузке действует переменное (выходное) напряжение, то меняется напряжение и на аноде — об этом мы уже говорили не раз. В некоторые моменты времени напряжение на аноде может уменьшиться очень сильно, буквально до нескольких вольт, и анод почти совсем перестанет притягивать электроны. В эти тяжелые минуты большую помощь аноду оказывает экранная сетка — именно она поддерживает анодный ток, подталкивает электроны к ослабевшему аноду.

Но беспредельно уменьшать анодное напряжение нельзя. Наступает такой момент, когда лампа вдруг перестает нормально работать, ее анодный ток резко уменьшается, а экранный — возрастает. Что же случилось? Кто виновник катастрофы? Оказывается, когда напряжение на аноде становится значительно меньше, чем на экранной сетке, та начинает «затягивать» вторичные электроны, которые создают встречный ток, направленный против основного анодного тока. Это явление и называется динатронным эффектом.

Для того чтобы спасти тетрод, устранить в нем динатронный эффект, применяют так называемую лучевую конструкцию лампы (рис. 40, б). С помощью довольно простых приспособлений заставляют электроны двигаться от катода к аноду не широким фронтом, как в обычной лампе, а узкими, острыми лучами. Эти электронные лучи как бы отталкивают к аноду вторичные электроны и таким образом предотвращают динатронный эффект.

Лучевой тетрод — весьма распространенный тип усилительных ламп, но еще большей популярностью пользуется пентод — пятиэлектродная лампа (рис. 40, в). Пятый электрод — это еще одна, третья по счету сетка, расположенная вблизи анода. Эта сетка, которую называют пентодной или антидинатронной, всегда соединена с катодом либо внутри баллона, либо на ламповой панельке. Именно подключение к катоду позволяет пентодной сетке успешно бороться с динатронным эффектом.

Рис. 40

Если вы живете на втором этаже, а ваш товарищ на первом, то справедливо сказать, что вы живете выше его или, наоборот, что он живет ниже вас. Когда мы говорим, что на аноде «+» относительно катода, то это одновременно значит на катоде «—» относительно анода. Пентодная сетка соединена с катодом, и поэтому на ней также действует «—» относительно анода. Именно этот «минус» отталкивает обратно к аноду вторичные электроны, ставит для них непреодолимый барьер на пути к экранной сетке. Что же касается основных, первичных электронов, то они практически не успевают «почувствовать» отрицательного напряжения на пентодной сетке и с большей скоростью пролетают сквозь нее, попадая на анод.

Кроме обычных усилительных ламп — триода, лучевого тетрода и пентода, в приемнике применяются еще некоторые специальные лампы. Из них мы рассмотрим только одну — гептод, лампу с семью электродами (рис. 40, г). Она является своеобразным объединением двух пентодов. Как и в обычном пентоде, в этой лампе есть анод, катод и антидинатронная сетка, но кроме них, в гептоде еще имеются две управляющие и две экранные сетки. Конструктивно гептод выполнен так же, как и все остальные лампы, — его сетки — это проволочные спирали, навитые на траверсах и расположенные вокруг катода на различных расстояниях от него. Одна из экранных сеток находится на своем обычном месте рядом с пентодной, а вторая — между управляющими сетками. Обе экранные сетки соединены внутри баллона и имеют общий вывод — к ним подключается один конденсатор и одно гасящее сопротивление.