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INCONVENIENTES DEL
TRIODO
Describimos a continuación los inconvenientes encontrados en
los triodos, la solución que se adoptó con los
tetrodos y a su vez los inconvenientes que aparecieron con los
tetrodos, lo as soluciones adoptadas llegando al pentodo.
Un condensador está constituido por dos placas metálicas
separadas por un aislante. Dentro de una válvula triodo se forman tres
condensadores «ficticios», ya que sus tres electrodos son metálicos —cátodo,
ánodo y rejilla— y están separados entre sí por el vacío, que es aislante.
El condensador formado por la rejilla de
control y la placa se denomina abreviadamente Cgp;
el que hay entre rejilla y cátodo Cgk y
el existente entre placa y cátodo Cpk,
como lo muestra la.
Aunque el valor de estos condensadores es muy pequeño, del orden de
10 pF, cuando la válvula trabaja con
señales de alta frecuencia su reactancia capacitiva
Xc llega a ser muy baja:
Xc
= 1 / (2 x π x f x C)
(Al ser la frecuencia f muy grande la
Xc
se hace muy pequeña.)
Al ser muy baja la reactancia
Xc
el condensador deja pasar gran parte de la señal de alta frecuencia a través
de él; por este motivo el condensador Cgp
es muy peligroso, porque las señales amplificadas que existen en el ánodo
las pasa de nuevo a la rejilla, desvirtuando lo que hay en ella, que es la
señal que se desea amplificar. A este fenómeno se le llama
«realimentación negativa», porque la señal
amplificada de la placa que pasa a la rejilla está desfasada 180° con la que
se introdujo previamente para amplificar. La acción perjudicial del
condensador
Cgp
, impide que el triodo pueda utilizarse para amplificar señales de
frecuencia superior a 1 MHz.
EL TETRODO
En 1927 Hult colocó en el triodo otra
rejilla más, llamada
«pantalla», entre la placa y la rejilla de
control, al objeto de blindar o aislar la placa de ésta y rebajar la
capacidad
Cgp,
cosa esta última que consiguió en un nivel de unas 100 veces, al existir de
esta forma entre rejilla de control y placa dos condensadores en serie, que
como se sabe poseen una capacidad equivalente menor que el más pequeño de
ellos.
La rejilla pantalla envuelve y blinda a la de
control: de ahí su nombre de «pantalla». También, y para distinguir estas
dos rejillas en los esquemas gráficos denominaremos
g1, a la de control y g2 a
la pantalla, mostrándose el símbolo y la constitución interna del tetrodo en
la figura.
La rejilla pantalla está alimentada con una tensión
positiva inferior a la de la placa, que si bien acelera hacia esta última
los electrones, también absorbe algunos, lo que supone aproximadamente un 20
% de la corriente de placa.
En la actualidad los tetrodos no se utilizan a consecuencia de que los
electrones que chocan contra la placa lo hacen con tan gran velocidad que
arrancan de ella algunos electrones, fenómeno que recibe el nombre de
«emisión secundaria» y que consiste en que
cuando un electrón expulsado por el cátodo llega a la superficie de la placa
penetra en su interior, a causa de la energía cinética, y choca con los
electrones periféricos de los átomos del metal, a los que proporciona parte
de su energía, la suficiente para escapar algunos de ellos en principio de
la órbita del átomo, atravesar la superficie del metal y llegar al exterior.
Por otra parte, al tener la rejilla pantalla un potencial positivo atrae a
los electrones debidos a la «emisión secundaria», disminuyendo notablemente
la corriente de placa. Para reducir esta fuga se puede elevar la tensión de
placa muy por encima de la de pantalla, pero en este caso blinda al ánodo de
la carga espacial que rodea al cátodo y las variaciones de la tensión de
placa no influyen sobre la corriente que a ella llega.
EL PENTODO
Para evitar los efectos perjudiciales de la
emisión secundaria se diseñó una nueva válvula, denominada «pentodo», que se
diferencia del tetrodo en que tiene una rejilla
más (la supresora), que no es sino un
fino alambre arrollado en espiral y situado entre la rejilla pantalla y la
placa. El símbolo del pentodo, con la disposición de sus cinco electrodos,
se presenta en la figura.
La rejilla supresora, g3,
está conectada generalmente al cátodo o a masa, es decir, a un
potencial de 0 V. De esta forma, al
producirse la emisión secundaria, los electrones que salen de la placa no
pueden ser recogidos por la rejilla pantalla, pues está blindada por la reja
supresora, que evita que el potencial positivo de la pantalla atraviese su
posición, impidiendo que los electrones despedidos por la placa los recoja
la pantalla y obligándolos a volver a la placa.
La amplificación de un pentodo es considerable, del orden de
miles de veces, y, en consecuencia, muy superior a la de los triodos y
tetrodos.
La causa hay que buscarla en que, mientras en los triodos al aumentar la
intensidad anódica disminuye su tensión, con lo que la
Ia, tiende a disminuir debido a la menor
atracción de la placa, en los pentodos la tensión del ánodo y las
variaciones que en él se pueden originar no afectan a la corriente que
circula por la válvula, pues la rejilla pantalla blinda o aísla el efecto de
la placa, y las variaciones de corriente dependen casi exclusivamente de la
tensión de la rejilla de control. Las curvas características del pentodo
tienen la forma mostrada en la figura
(pentodo UL84).
Del análisis de la figura se desprende que la intensidad de placa
Ia. que circula por un pentodo, desde una
tensión relativamente pequeña de ánodo, sólo depende de la tensión de
rejilla de control y no de la de placa. El arrollamiento de la rejilla
supresora tiene un gran paso entre espiras, por lo que repele muy pocos
electrones primarios, teniendo un efecto despreciable en la característica
la/Va.
La pendiente, que representa el factor de amplificación, es
en los pentodos casi constante en todos los puntos de funcionamiento, dando
una característica casi rectilínea en el gráfico Ia/
Vg, como aparece en la figura (pentodo
UL84).
Hay ocasiones en las que no interesa que la válvula
amplifique siempre lo mismo en todos sus puntos de trabajo y entonces el
alambre que forma la rejilla de control g1
se arrolla alrededor del cátodo de forma que el número de espiras en los
extremos sea mayor que en el centro, con lo que se logra que pequeñas
alteraciones de la polarización de la rejilla de control ocasionen grandes
variaciones de la corriente de placa en el caso de que dicha polarización
sea baja (poco negativa), siendo en esta zona el factor de amplificación muy
alto. Por el contrario, con elevadas polarizaciones negativas de la rejilla
control, al variar éstas originan alteraciones pequeñas de corriente.
Resumiendo: este tipo de pentodos, a los que se les denomina de «factor de
amplificación variable», poseen altos factores de amplificación con bajas
polarizaciones de rejilla y bajos factores cuando las polarizaciones son muy
negativas, mostrándose en la figura un detalle de la disposición de las
espiras de la rejilla y la correspondiente curva característica.
Si
en vez de tres rejillas, además de cátodo y ánodo, hay cuatro, la válvula se
llama hexodo; si tiene cinco es un
heptodo; si seis, un
octodo, etc. Las nuevas rejillas que se
añaden a las descritas en el pentodo son repetición de aquéllas: de control
o pantalla o supresora. Así, por ejemplo, hay un tipo de heptodo, mostrado
en la figura, que posee dos rejillas de control, dos de pantalla
—intercaladas y unidas entre sí— y una supresora. |
