07.11.2025 09:01
BabayMazay 50 3900 Источник

Подбираясь к изготовлению самодельного триода, не худо бы точнее разъяснить назначение и работу его электродов. Его и ближайших родственников — приёмно-усилительных ламп (ПУЛ) с двумя (тетроды), и тремя (пентоды) сетками. Заодно, мы с тобой, дорогой читатель, окунёмся в техническую историю, выясним, что это за гиперболоид — «лампа лучевая», припомним несколько тупиковых ветвей в развитии электронных ламп. Итак, чем же вакуумный триод не устраивала одна культурная управляющая сетка и зачем ему потребовалось больше?

1. Вакуумный диод

Прежде чем говорить о заграждениях-сетках на пути потока электронов, скажем два слова о том, откуда последний берётся и куда летит.

В любом металле есть большое количество свободных электронов, беспорядочно болтающихся в межатомном пространстве. Их движение усиливается с ростом температуры, до того, что при некотором высоком нагреве, часть этих электронов выходит за пределы металла. В вакууме, около такого нагретого электрода-эмиттера (катода) появляются свободные электрические заряды. Если в колбу прибора поместить второй электрод (анод) и подать на него положительное, относительно эмиттера напряжение, от внешнего (анодного) источника, то поток электронов устремится от катода к аноду, а на смену вылетевшим из катода электронам, придут новые из анодного источника.

Рис. 1.1. Работа вакуумного диода. На эскизе лампы и её условном графическом изображении (УГО) — прибор с косвенным накалом, существуют и появились первыми — с накалом прямым, представляющим, обычно металлическую, нить с выводами
Рис. 1.1. Работа вакуумного диода. На эскизе лампы и её условном графическом изображении (УГО) — прибор с косвенным накалом, существуют и появились первыми — с накалом прямым, представляющим, обычно металлическую, нить с выводами
Фото 1.2. Ранние (1904) экспериментальные вакуумные диоды (т. н. клапаны) Джона Эмброуза Флеминга, конструктивно — доработанная осветительная лампа накаливания
Фото 1.2. Ранние (1904) экспериментальные вакуумные диоды (т. н. клапаны) Джона Эмброуза Флеминга, конструктивно — доработанная осветительная лампа накаливания
Фото 1.3. Ещё один из экспериментальных, как их тогда называли — клапанов, Флеминга, в новодельном деревянном каркасе. Судя по более тщательному исполнению трубки (лампы), эксперименты не первые. Нить накала в первых трубках Флеминга была угольной, работающей от напряжения 12 вольт. В более поздних вариантах она стала классической — металлической вольфрамовой и работала от 4 вольтовой батареи через реостат для компенсации постепенного разряда
Фото 1.3. Ещё один из экспериментальных, как их тогда называли — клапанов, Флеминга, в новодельном деревянном каркасе. Судя по более тщательному исполнению трубки (лампы), эксперименты не первые. Нить накала в первых трубках Флеминга была угольной, работающей от напряжения 12 вольт. В более поздних вариантах она стала классической — металлической вольфрамовой и работала от 4 вольтовой батареи через реостат для компенсации постепенного разряда
Фото 1.4. Первый вариант коммерческого «колебательного клапана» Флеминга для связи, с характерным ламповым винтовым цоколем. Выпущен британской фабрикой Edison and Swan, производившей осветительные лампы накаливания. Конструкция с традиционной гребешковой ножкой, на которой внутри баллона и установлен анод. Чтобы анод не ёрзал вверх-вниз, внизу металлического цилиндра пробито отверстие, которым он (анод) насажен на специальную стеклянную пупочку на ножке лампы. Вывод анода выполнен платиновой нитью, впаянной в стенку колбы. Снаружи к нему мягким припоем припаян гибкий медный провод в шёлковой изоляции
Фото 1.4. Первый вариант коммерческого «колебательного клапана» Флеминга для связи, с характерным ламповым винтовым цоколем. Выпущен британской фабрикой Edison and Swan, производившей осветительные лампы накаливания. Конструкция с традиционной гребешковой ножкой, на которой внутри баллона и установлен анод. Чтобы анод не ёрзал вверх-вниз, внизу металлического цилиндра пробито отверстие, которым он (анод) насажен на специальную стеклянную пупочку на ножке лампы. Вывод анода выполнен платиновой нитью, впаянной в стенку колбы. Снаружи к нему мягким припоем припаян гибкий медный провод в шёлковой изоляции
Фото 1.5. Поздний коммерческий клапан Флеминга. Электродная система выполнена куда как культурнее, внешний грубый вывод от нежного впая зафиксирован на колбе ремешком. Цоколь уже удобного байонетного типа. Вольфрамовая нить накала — короткая дуга на V-образных держателях, работающая от батареи 4 вольта, светилась так же ярко, как и обычная осветительная лампа. Клапаны Флеминга были «термоионными» — с невысоким вакуумом и остатками атмосферных газов
Фото 1.5. Поздний коммерческий клапан Флеминга. Электродная система выполнена куда как культурнее, внешний грубый вывод от нежного впая зафиксирован на колбе ремешком. Цоколь уже удобного байонетного типа. Вольфрамовая нить накала — короткая дуга на V-образных держателях, работающая от батареи 4 вольта, светилась так же ярко, как и обычная осветительная лампа. Клапаны Флеминга были «термоионными» — с невысоким вакуумом и остатками атмосферных газов
Фото 1.6. Трубчатый вариант клапана Флеминга с плоским анодом-пластиной и байонетным цоколем. Для защиты от внешних наводок колба прибора обёрнута медной сеткой-экраном, припаянным внизу к цоколю
Фото 1.6. Трубчатый вариант клапана Флеминга с плоским анодом-пластиной и байонетным цоколем. Для защиты от внешних наводок колба прибора обёрнута медной сеткой-экраном, припаянным внизу к цоколю
Фото 1.7. Радиоприёмник компании Marconi Co, с двумя (один резервный) клапанами Флеминга — детекторами радиосигнала (гнёзда для них отмечены, на фото отсутствуют)
Фото 1.7. Радиоприёмник компании Marconi Co, с двумя (один резервный) клапанами Флеминга — детекторами радиосигнала (гнёзда для них отмечены, на фото отсутствуют)

2. Вакуумный триод

Фото 2.1. Поместив в «клапане Флеминга» сетку на пути потока электронов, получаем возможность управлять им — при нулевом потенциале на сетке поток проходит почти без изменений (а), при положительном потенциале сетки он увеличивается (б), при небольшом отрицательном частично тормозится (с), при сильном отрицательном полностью перекрывается (с)
Фото 2.1. Поместив в «клапане Флеминга» сетку на пути потока электронов, получаем возможность управлять им — при нулевом потенциале на сетке поток проходит почти без изменений (а), при положительном потенциале сетки он увеличивается (б), при небольшом отрицательном частично тормозится (с), при сильном отрицательном полностью перекрывается (с)

Интересно, что при существенном положительном потенциале сетки, она начинает частично работать как анод, сильно при этом разогреваясь. Для современных ПУЛ с их нежными сетками, это почти наверняка означает гибель прибора, а вот первые лампы с электродами погрубее, в таком режиме работать умели.

Фото 2.2. Очень ранний вариант коммерческого «клапана» Ли де Фореста — Аудион. Как и все тогдашние лампы, имел низкий вакуум. Нити накаливания из тантала, вторая — резервная. Анод — небольшая пластинка из никеля. Рабочее положение прибора — вверх винтовым цоколем, чтобы нити не изогнулись и не упали на сетку. Сетка — грубая проволочная загогулина
Фото 2.2. Очень ранний вариант коммерческого «клапана» Ли де Фореста — Аудион. Как и все тогдашние лампы, имел низкий вакуум. Нити накаливания из тантала, вторая — резервная. Анод — небольшая пластинка из никеля. Рабочее положение прибора — вверх винтовым цоколем, чтобы нити не изогнулись и не упали на сетку. Сетка — грубая проволочная загогулина

Любопытно и поучительно, что изначально сетку в прибор Ли де Форест ввёл для увеличения чувствительности в (детектирующем) «клапане Флеминга», чтобы обойти действующие патенты. Соединялась сетка с антенной радиоприёмника, лампа же работала только как детектор, давая ~50% прирост чувствительности детектора по сравнению с кристаллическим — увеличение не слишком выдающиеся, чтобы стать массовым или даже заметным. Первые шесть лет жизни Аудиона его усилительными свойствами не интересовались вовсе (!), объясняя работу прибора неправильно, и только в 1912 году появились первые схемы с триодом-усилителем, что дало начало эпохе современного радио.

Фото 2.3. Поздний «Аудион-Т» в трубчатой компактной колбе и с культурной электродной системой. Стеклянная трубка защёлкивалась в специальный металлический зажим
Фото 2.3. Поздний «Аудион-Т» в трубчатой компактной колбе и с культурной электродной системой. Стеклянная трубка защёлкивалась в специальный металлический зажим
Фото 2.4. Британский «мягкий» (газонаполненный) триод N-типа 1914…1915 годов. Несомненный наследник конструкции клапана Флеминга. Имеет платиново-иридиевую нить накала и стеклянный отросток, наполненный асбестом для регулирования (нагревом отростка) оптимального давления в колбе. В приёмнике Marconi Type 27 лампа использовалась как высокочастотный усилитель. Этот приёмник работал в диапазоне от 60 до 500 кГц. Ионные (с газом или невысоким вакуумом) лампы были чрезвычайно капризные в эксплуатации, требующие настоящего искусства в обращении с ними, что привело к изобретению ламп высоковакуумных, «жёстких» — стабильных и не требующих высокой квалификации радиста
Фото 2.4. Британский «мягкий» (газонаполненный) триод N-типа 1914…1915 годов. Несомненный наследник конструкции клапана Флеминга. Имеет платиново-иридиевую нить накала и стеклянный отросток, наполненный асбестом для регулирования (нагревом отростка) оптимального давления в колбе. В приёмнике Marconi Type 27 лампа использовалась как высокочастотный усилитель. Этот приёмник работал в диапазоне от 60 до 500 кГц. Ионные (с газом или невысоким вакуумом) лампы были чрезвычайно капризные в эксплуатации, требующие настоящего искусства в обращении с ними, что привело к изобретению ламп высоковакуумных, «жёстких» — стабильных и не требующих высокой квалификации радиста
Фото 2.5. Красивое — первый серийный триод Telefunken — E.V.N. 94, экземпляр 1916 года
Фото 2.5. Красивое — первый серийный триод Telefunken — E.V.N. 94, экземпляр 1916 года
Фото 2.6. Электродная система E.V.N. 94. Хорошо видно вольфрамовую нить накала, сетка и анод (судя по пузырькам газа в стекле), похоже, из обычного для таких применений никеля
Фото 2.6. Электродная система E.V.N. 94. Хорошо видно вольфрамовую нить накала, сетка и анод (судя по пузырькам газа в стекле), похоже, из обычного для таких применений никеля
Фото 2.7. Усилитель EV-89 1914 года, на двух трубках E.V.N. 94
Фото 2.7. Усилитель EV-89 1914 года, на двух трубках E.V.N. 94

3. Чем же были нехороши триоды?

Первые применения триодов — усиление низкой частоты в радиоприёмниках, где всё протекало более или менее чинно — благородно. Дальнейшее развитие радио с попытками усилить сигнал высокочастотный, сразу же наткнулось на ряд препятствий, притом что первые станции «беспроводной» передачи телеграфных сигналов и радиовещания работали на сравнительно низких частотах.

Фото 3.1. Знаменитая Шуховская радиобашня (160 м) второй радиостанции имени Коминтерна, на спичечной этикетке (слева). Шаболовка 37 — известный любому советскому человеку адрес. Узнаваемая ажурная, изящная конструкция, символ Советского прогресса. Изображение или силуэт можно было часто встретить на тематических плакатах, в журналах, на почтовых открытках и марках (справа) того времени, а после использования башни для трансляции телевидения, и на заставках телепередач. Изрядные высоты антенн требовались для работы первых радиопередатчиков на сравнительно низких частотах. Например, первая радиостанция имени Коминтерна, возведённая в 1922 году в Москве возле Храма Вознесения на Гороховом поле вещала на длине волны 3200 м (примерно 93,75 кГц)
Фото 3.1. Знаменитая Шуховская радиобашня (160 м) второй радиостанции имени Коминтерна, на спичечной этикетке (слева). Шаболовка 37 — известный любому советскому человеку адрес. Узнаваемая ажурная, изящная конструкция, символ Советского прогресса. Изображение или силуэт можно было часто встретить на тематических плакатах, в журналах, на почтовых открытках и марках (справа) того времени, а после использования башни для трансляции телевидения, и на заставках телепередач. Изрядные высоты антенн требовались для работы первых радиопередатчиков на сравнительно низких частотах. Например, первая радиостанция имени Коминтерна, возведённая в 1922 году в Москве возле Храма Вознесения на Гороховом поле вещала на длине волны 3200 м (примерно 93,75 кГц)
Рис. 3.2. Главный подводный камень триода — приличная (единицы пикофарад) паразитная ёмкость (Сас) между управляющей сеткой (С) и анодом (А), связывающая входную и выходную цепь, что ограничивает, и без того невеликое, усиление на ВЧ, создаёт благоприятные условия (внутренняя обратная связь) для самовозбуждения каскада, искажает его частотную характеристику. Ёмкость Сас иначе называют проходной — через неё проходит поток электронов  
Рис. 3.2. Главный подводный камень триода — приличная (единицы пикофарад) паразитная ёмкость (Сас) между управляющей сеткой (С) и анодом (А), связывающая входную и выходную цепь, что ограничивает, и без того невеликое, усиление на ВЧ, создаёт благоприятные условия (внутренняя обратная связь) для самовозбуждения каскада, искажает его частотную характеристику. Ёмкость Сас иначе называют проходной — через неё проходит поток электронов  

4. Тетрод

Рис. 4.1. Сильно (в сотни раз!) уменьшить паразитную ёмкость между управляющей сеткой (С) и анодом (А), удалось введением в конструкцию лампы экрана (Э) — ещё одной сетки между управляющей и анодом, и соединённой внешним конденсатором (Сэ) с катодом (К). Переменная составляющая анодного тока теперь не достигает управляющей сетки (С), замыкаясь на катод (общий провод) через внутреннюю паразитную Саэ и внешнюю Сэ. Мера эквивалентна радикальному уменьшению проходной ёмкости лампы
Рис. 4.1. Сильно (в сотни раз!) уменьшить паразитную ёмкость между управляющей сеткой (С) и анодом (А), удалось введением в конструкцию лампы экрана (Э) — ещё одной сетки между управляющей и анодом, и соединённой внешним конденсатором (Сэ) с катодом (К). Переменная составляющая анодного тока теперь не достигает управляющей сетки (С), замыкаясь на катод (общий провод) через внутреннюю паразитную Саэ и внешнюю Сэ. Мера эквивалентна радикальному уменьшению проходной ёмкости лампы
Рис. 4.2. Чтобы вторая сетка на пути потока электронов не слишком их задерживала, на неё подают положительный потенциал, несколько меньший, чем напряжение на аноде. Чаще всего, от этого же источника, через внешнее сопротивление Rc2, образующего с внутренним сопротивлением вторая сетка (экран) — катод, делитель напряжения
Рис. 4.2. Чтобы вторая сетка на пути потока электронов не слишком их задерживала, на неё подают положительный потенциал, несколько меньший, чем напряжение на аноде. Чаще всего, от этого же источника, через внешнее сопротивление Rc2, образующего с внутренним сопротивлением вторая сетка (экран) — катод, делитель напряжения

Новый тип усилительной четырёх электродной лампы — тетрод, оказался очень хорош: высокое усиление на ВЧ, большое внутреннее сопротивление, анодная цепь в ВЧ схемах почти не шунтирует нагрузочный колебательный контур, не снижает его добротность. Большое усиление по напряжению (до нескольких сотен в низкочастотных схемах). Лампа часто именовалась «экранированной» и получила широкое распространение в раннем радио. Между тем не без серьёзных изъянов оказалась и она.

Известно, что при работе лампы в усилительном каскаде, напряжение на её аноде изменяется и иногда может сильно уменьшаться: чем больше анодный ток, тем больше падение напряжения на анодном сопротивлении (нагрузки), тем меньшая часть напряжения анодного питания останется на аноде лампы. Электроны же вылетевшие из катода, ударяясь об анод, всегда выбивают из него некоторое количество вторичных «медленных» электронов, с удовольствием притягивающихся к электроду с более высоким положительным потенциалом — которым может становиться вторая (экранная) сетка тетрода. При этом резко уменьшается анодный ток и возрастает экранный. Эффект получил название динатронного и в целом вредный, местами даже использовался для генерации сигнала.

Рис. 4.3. Иллюстрация динатронного эффекта из замечательной книги серии «Шаг за шагом» Рудольфа Анатольевича Свореня
Рис. 4.3. Иллюстрация динатронного эффекта из замечательной книги серии «Шаг за шагом» Рудольфа Анатольевича Свореня
Рис. 4.4. Участок «отрицательного внутреннего сопротивления» (отмечено) порождённого динатронным эффектом, при низком анодном напряжении (Ua) — рост анодного напряжения даёт уменьшение анодного тока
Рис. 4.4. Участок «отрицательного внутреннего сопротивления» (отмечено) порождённого динатронным эффектом, при низком анодном напряжении (Ua) — рост анодного напряжения даёт уменьшение анодного тока

Динатронный эффект приводит к резким скачкам напряжения анода или к самовозбуждению. Поэтому с ним ведут борьбу. Существующие «внешние» меры для предотвращения эффекта очень расточительны в смысле питания, существует и динатронный эффект при выбивании вторичных электронов из экранной сетки, приводящий к сильным и непредсказуемым изменениям всех характеристик лампы. Для устранения неприятных явлений такого рода, вторичные, выбиваемые из анода и второй сетки, электроны стали возвращать на Родину, устроив в лампе ещё одну редкую, всего в несколько витков, «антидинатронную» сетку с потенциалом катода, между второй (экранной) сеткой и анодом. Так родился пентод.

Фото 4.5. Ранний (слева) вариант тетрода S-23 Osram. В вариантах более поздних (справа), клемма на макушке заменена на привычный колпачок, а колба стала металлизированной и более фигуристой (вероятно, с улучшенным креплением электродной системы). Прибор примечателен анодами-стержнями, что при малом токе вполне допустимо, и применением автоматизированной сборки. В лампе применён новый, по тем временам, «оксидный» геттер
Фото 4.5. Ранний (слева) вариант тетрода S-23 Osram. В вариантах более поздних (справа), клемма на макушке заменена на привычный колпачок, а колба стала металлизированной и более фигуристой (вероятно, с улучшенным креплением электродной системы). Прибор примечателен анодами-стержнями, что при малом токе вполне допустимо, и применением автоматизированной сборки. В лампе применён новый, по тем временам, «оксидный» геттер
Фото 4.6. Немецкий же тетрод S-625 1927 г., с прямым накалом из «тусклого» торированного вольфрама. Необычная компоновка сделана для максимального разделения управляющей и анодной цепи — лампа устанавливалась в отверстие внешнего экрана-перегородки радиоприёмника. Экранирующая сетка-решето максимально охватывала анод, чтобы свести к минимуму проходную ёмкость. Мера, впрочем, оказалась избыточной, и впоследствии электродная система лампы в таком же баллоне стала обычной — с концентрическими сетками и анодом, а немногим позже и вовсе превратилась в классическую вертикальную на одном цоколе
Фото 4.6. Немецкий же тетрод S-625 1927 г., с прямым накалом из «тусклого» торированного вольфрама. Необычная компоновка сделана для максимального разделения управляющей и анодной цепи — лампа устанавливалась в отверстие внешнего экрана-перегородки радиоприёмника. Экранирующая сетка-решето максимально охватывала анод, чтобы свести к минимуму проходную ёмкость. Мера, впрочем, оказалась избыточной, и впоследствии электродная система лампы в таком же баллоне стала обычной — с концентрическими сетками и анодом, а немногим позже и вовсе превратилась в классическую вертикальную на одном цоколе
Рис. 4.7. Установка тетрода S-625 в радиоприёмнике — внешний экран является продолжением экранной сетки лампы, её анодные и управляющие цепи находятся в разных отсеках
Рис. 4.7. Установка тетрода S-625 в радиоприёмнике — внешний экран является продолжением экранной сетки лампы, её анодные и управляющие цепи находятся в разных отсеках

Классический тетрод в чистом виде, сам по себе ставший редкой экзотикой, между тем, имел ещё несколько ранних, не вполне удачных, хотя и любопытных вариантов, например, например.

Фото 4.8. Один из первых (1922) «би-гридов» работает иначе, чем тетрод классический — управляющей в нём является вторая сетка, первая же, находящаяся под небольшим положительным потенциалом, предназначена для ускорения электронов, вылетающих с горячего катода, а при тогдашних низких анодных напряжениях, в электронном потоке участвовала только малая их часть. Прибор имел большее, чем триод, усиление и мог работать с намного меньшим анодным напряжением. Лампы назывались «с пространственным зарядом» и получили распространение, например, в автомобильных радио, с питанием напрямую от аккумуляторной батареи 12 вольт. В целом, лампа имела очень низкий КПД и со временем ушла в небытие, кроме особо специфических случаев, вроде ламп электрометрических — для работы с очень малыми токами
Фото 4.8. Один из первых (1922) «би-гридов» работает иначе, чем тетрод классический — управляющей в нём является вторая сетка, первая же, находящаяся под небольшим положительным потенциалом, предназначена для ускорения электронов, вылетающих с горячего катода, а при тогдашних низких анодных напряжениях, в электронном потоке участвовала только малая их часть. Прибор имел большее, чем триод, усиление и мог работать с намного меньшим анодным напряжением. Лампы назывались «с пространственным зарядом» и получили распространение, например, в автомобильных радио, с питанием напрямую от аккумуляторной батареи 12 вольт. В целом, лампа имела очень низкий КПД и со временем ушла в небытие, кроме особо специфических случаев, вроде ламп электрометрических — для работы с очень малыми токами
Фото 4.9. Британская четырёхэлектродная лампа-смеситель для супергетеродинного радиоприёмника. Имеет оксидный катод косвенного накала (вольфрамовая нить уже в алундовой изоляции, а не в керамической трубочке), сетчатый анод, вероятно, призван уменьшить проходную ёмкость прибора. Чтобы использовать тогдашние общепринятые триодные цоколи и розетки, дополнительную сетку выводили отдельной клеммой на цоколь или колбу. Из-за паразитных эффектов такой смеситель умел работать только на невысоких частотах. Со временем каждую управляющую сетку снабдили своими экранами, и лампа переродилась в гептод — семиэлектродный (пять сеток) прибор
Фото 4.9. Британская четырёхэлектродная лампа-смеситель для супергетеродинного радиоприёмника. Имеет оксидный катод косвенного накала (вольфрамовая нить уже в алундовой изоляции, а не в керамической трубочке), сетчатый анод, вероятно, призван уменьшить проходную ёмкость прибора. Чтобы использовать тогдашние общепринятые триодные цоколи и розетки, дополнительную сетку выводили отдельной клеммой на цоколь или колбу. Из-за паразитных эффектов такой смеситель умел работать только на невысоких частотах. Со временем каждую управляющую сетку снабдили своими экранами, и лампа переродилась в гептод — семиэлектродный (пять сеток) прибор

5. Пентод

Рис. 5.1. Работу дополнительной, подавляющей динатронный эффект, сетки в пентоде, нам снова продемонстрирует Знайкин из хрестоматийной «Шаг за шагом» — новая сетка располагается между тетродной экранной и анодом, обычно наглухо соединяется с катодом прямо внутри баллона и, имея отрицательный потенциал, не пускает гулящие вторичные электроны с анода на экранную сетку и наоборот
Рис. 5.1. Работу дополнительной, подавляющей динатронный эффект, сетки в пентоде, нам снова продемонстрирует Знайкин из хрестоматийной «Шаг за шагом» — новая сетка располагается между тетродной экранной и анодом, обычно наглухо соединяется с катодом прямо внутри баллона и, имея отрицательный потенциал, не пускает гулящие вторичные электроны с анода на экранную сетку и наоборот

Пентод сохранил все преимущества тетрода, но без его порока — динатронного эффекта и связанных с ним неприятностей. Маломощные пентоды быстро завоевали место в схемах усилителей всё более коротких волн, мощные же приборы, после того как удалось решить проблему с перегревом сеток в тесном пространстве анода, стали применять в выходных каскадах УНЧ для работы на малочувствительные тогда динамики.

Фото 5.2. Австрийский выходной пентод 1932 года Р440N. Оксидный катод косвенного накала, на траверсе управляющей сетки дополнительный теплоотвод (отмечен). Один из немногих вариантов прежней конструкции (большие колбы, просторная компоновка, стеклянные изоляторы). Лампы уже становятся компактнее, миниатюрнее, с плотной и жёсткой электродной системой, распятой между слюдяными изоляторами — ничего интересного для самодельщика
Фото 5.2. Австрийский выходной пентод 1932 года Р440N. Оксидный катод косвенного накала, на траверсе управляющей сетки дополнительный теплоотвод (отмечен). Один из немногих вариантов прежней конструкции (большие колбы, просторная компоновка, стеклянные изоляторы). Лампы уже становятся компактнее, миниатюрнее, с плотной и жёсткой электродной системой, распятой между слюдяными изоляторами — ничего интересного для самодельщика
Фото 5.3. Ещё один крупный пентод 1931 г. — DC2/Pen от Mazda (торговая марка General Electric) с питанием 40 В накала от осветительной сети. Интересен способ крепления тяжёлой электродной системы — металлическим хомутом на основании стеклянной ножки. Антидинатронная сетка крепится на двух траверсах, управляющая и экранная — каждая на одной
Фото 5.3. Ещё один крупный пентод 1931 г. — DC2/Pen от Mazda (торговая марка General Electric) с питанием 40 В накала от осветительной сети. Интересен способ крепления тяжёлой электродной системы — металлическим хомутом на основании стеклянной ножки. Антидинатронная сетка крепится на двух траверсах, управляющая и экранная — каждая на одной

6. Лучевая лампа

«Лучевая лампа», она же «лучевой тетрод» (снова) родилась как способ обойти патент Philips на пентод — помудрили с сетками (шаг, расположение) у обычного тетрода, а поток электронов сжали специальным экраном (лучеобразующие пластины) до двух узких областей — лучей. При этом его (потока электронов) плотность и энергичность стала такой, что выбитые из анода электроны вторичные, тут же без церемоний, заталкивались обратно основным потоком, как несколько передумавших пассажиров на эскалаторе метро в час пик.

Рис. 6.1. Характерная конструкция электродной системы лучевого тетрода. Лучеобразующие пластины соединены с катодом. Предложенный тип лампы, против обычных «обходных» изобретений, оказался очень удачным, взять ту же 6L6 (6П3С), ставшую легендой. Параметры лучевого тетрода местами превосходили таковые у пентода
Рис. 6.1. Характерная конструкция электродной системы лучевого тетрода. Лучеобразующие пластины соединены с катодом. Предложенный тип лампы, против обычных «обходных» изобретений, оказался очень удачным, взять ту же 6L6 (6П3С), ставшую легендой. Параметры лучевого тетрода местами превосходили таковые у пентода
Фото 6.2. Электродная система 6L6 (6П3С), со вскрытым анодом. Хорошо видны особенности этого типа лампы — дополнительные лучеобразующие пластины. Отметим и мощные медные траверсы сеток — для отведения тепла из тесного пространства 
Фото 6.2. Электродная система 6L6 (6П3С), со вскрытым анодом. Хорошо видны особенности этого типа лампы — дополнительные лучеобразующие пластины. Отметим и мощные медные траверсы сеток — для отведения тепла из тесного пространства 
Фото 6.3. Электроды разобранного лучевого тетрода EL36. Здесь лучеобразующие пластины выполнены в виде короба с двумя окнами
Фото 6.3. Электроды разобранного лучевого тетрода EL36. Здесь лучеобразующие пластины выполнены в виде короба с двумя окнами

7. Выводы

В результате проделанного мини-исследования, мы выяснили, пусть и очень поверхностно и грубо, как эволюционировал электровакуумный триод, полюбовались большими, очаровательно-неуклюжими ретробаллонами.

8. Дополнительные материалы

  1. Виртуальный музей радиоламп Алана Уайта.

  2. Виртуальный музей радиоламп Иоахима Гиттеля и Майкла Каима.

На благо всех разумных существ, Babay Mazay, ноябрь, 2025 г.

 © 2025 ООО «МТ ФИНАНС»

Комментарии (50)


  1. user-book
    07.11.2025 09:10
    #29076326

    помню в детстве "разбирал" и всегда было интересно как же так оно работает. А как оказалось все довольно прозаично.

    К слову стало понятно почему большая часть "разобранных" ламп имели похожие сетки - просто, но при этом очень вариативно, ламповый транзистор)


    1. BabayMazay Автор
      07.11.2025 09:10
      #29076358

      А у меня в детстве, на пути из школы было "телеателье" с контейнерами для ихнего мусора на заднем дворе. Сколько мы оттуда добра перетаскали, сколько кинескопов перебили, м-м-м...

      Вакуумный пентод или тетрод, скорее похожи на полевой транзистор.


      1. TimurZhoraev
        07.11.2025 09:10
        #29079314

        Самое главное в этом деле - это запах геттеров, если туда, пардон, плюнуть, как карбида, незабываемый.


      1. tormozedison
        07.11.2025 09:10
        #29080646

        Помню, прямо перед дверью такой мастерской на асфальте лежали две штуковины, похожие на светодиоды, только большого диаметра и небольшой высоты. Внутри одного - пятно, как будто внутрь вода попала, и держатель кристалла заржавел. Другой - как новый. Попробовал их включить, безрезультатно. Показал знающему человеку, он сказал, что это фотодиоды. Тогда ИК-приёмники были не крошечными модулями, а увесистыми экранированными коробками с несколькими транзисторами внутри, откуда наружу торчали подобные фотодиоды. Подключил к микроамперметру на 200 мкА, направил на свет - тот, что с пятном, не заработал, зато со вторым стрелка зашкалила.


        1. TimurZhoraev
          07.11.2025 09:10
          #29081150

          Эти фотодиоды ламповые очень широко использовались в кинопроекторах (были такие в школах и универах) с соответствующими УНЧ. Причём усилители там были такие добротные. Например предварительный каскад что-то вроде 6Ж9 (без П) в металлическом корпусе + оконечный на лучевом тетроде (с лучеобразующими пластинами). Там на плёнке имеется звуковая дорожка которая как раз такими фотодиодами читается. Перед показом брали эти кассеты с плёнкой в студиях кинохроники потом их туда обратно сдавали.


          1. tormozedison
            07.11.2025 09:10
            #29081288

            Если у кинопроектора усилитель ламповый, то фотоэлемент - обычно газонаполненный. А если транзисторный - то и фотодиод полупроводниковый.

            Но конкретно эти два фотодиода лежали перед дверью мастерской, где чинили в основном телевизоры, и очень редко - проигрыватели, магнитофоны, приёмники. Услуги ремонта кинопроекторов там не было. Тогда только начинались системы ДУ на ИК лучах, и эти фотодиоды - оттуда.

            Но проверить газонаполненный фотоэлемент и полупроводниковый фотодиод можно одинаково - подключением к микроамперметру без источника питания.

            Кинопроекторы были трёх видов: 8 мм - для дома, звуковой дорожки на плёнке нет, можно подключить синхронизатор к магнитофону, а можно и не заморачиваться, 16 мм - для аудиторий, домов культуры и кинотеатров-автобусов, звук записан оптическим способом на плёнке, 35 мм - для больших кинотеатров, способы записи звука, в т.ч., стереофонического, разные.


  1. DvoiNic
    07.11.2025 09:10
    #29077502

    Да, картинки к "Свореню" помню... Кстати, по стилю напоминают иллюстрации Мигунова (например, к "Понедельнику...")


    1. BabayMazay Автор
      07.11.2025 09:10
      #29077886

      Пожалуй! Да, стиль хорошо узнаваемый, да и серия известная -- не одно поколение советских радиолюбителей с неё начинало.


      1. TimurZhoraev
        07.11.2025 09:10
        #29079346

        Тогда все рекомендовали для начинающих использовать лампу, так как высокочастотные транзисторы были в дефиците особенно полевые, и горели от малейшего U>U_{КЭ}, хотя мелкие пятиваттники тянули на КВ всякие КТ903, КТ912 (как болт), раскачивающий каскад на КТ603, ну если не было 900-й серии то годны были даже КТ805 (в металлическом корпусе). Но лампа это 200В минимум и если что пошло не так то одёрнутая рука, пролитый флюс, искры - это неотъемлемый атрибут действа. И конечно же знаменитый ТС-180 с П-образным сердечником и всеми обмотками включая накальные. Кое-где даже были селеновые выпрямители. Главное чтобы накал был единый для всех каскадов, без случайной ошибки подключения к нему катода на схеме с автосмещением.


        1. tormozedison
          07.11.2025 09:10
          #29083070

          Да уж, такая ошибка в некоторых случаях может весьма быстро испортить лампу возросшим анодным током. Утечка в межкаскадном конденсаторе - тоже.

          А флюс в моём детстве пролить было никак невозможно. Только раздолбать, если случайно уронить на него пассатижи. Очень уж хрупкий.


          1. TimurZhoraev
            07.11.2025 09:10
            #29083180

            Да канифоль и ЭПСН-40 это наше всё. Ну или 25 если через диод включить с шунтирующим тумблером. А если удаётся раздобыть/попросить в школьной подсобке лаборатории химии/физики капельку спирта от спиртовок то получается вполне себе хороший "ЛТИ-120". Иногда даже годилась смола с хвойных или таблетка аспирина, паяльный жир, в крайнем случае - парафиновая свечка, как появились стержни для термопистолета - оказалось вполне хороши для этого. Кстати тогда ещё были зубоврачебные кабинеты в школах, где добрый доктор мог отсыпать в спичечный коробок свёрлышек для печатных плат, нарезаемые полотном от ножовки.


            1. tormozedison
              07.11.2025 09:10
              #29083262

              Аспирин - мало того, что нельзя вдыхать пары, так ещё и активный, после него надо обязательно перелудить нейтральным, иначе потом ноги компонента постепенно разрушатся коррозией. Применяли только для ног некоторых кварцевых резонаторов, которые ничем другим не лудились.


  1. Hajiyev_Tamerlan
    07.11.2025 09:10
    #29078660

    Как-то подал +30 В на сетку 6Н23П, засветилась зелёным аки северное сияние.


    1. BabayMazay Автор
      07.11.2025 09:10
      #29078696

      Это да, ой как бывает : ) Помнится, в юности, собирая часы на крупном ИВЛ, напутал с цоколёвкой и запитал нить накала от его "высокого" -- красиво светилась оранжевым. К счастью, быстро спохватился и индикатор выжил, а часы с ним ещё долго работали.


      1. Hajiyev_Tamerlan
        07.11.2025 09:10
        #29078792

        Повезло. А я пытался собрать низковольтный регенератор на вакуумном индикаторе ИЛЦ от 4УСТЦ Горизонт (крутизна S немногим больше 1 мА/В), и в самый ответственный момент таки сжёг нить накала... Иной кристаллик внутри невзрачного куска пластмассы надёжней металло-стеклянного чудища.


        1. BabayMazay Автор
          07.11.2025 09:10
          #29079042

          Они вполне надёжны и терпят изрядные перегрузки, это мы, операторы, растяпы : )


          1. tormozedison
            07.11.2025 09:10
            #29081298

            Отличие лампы от транзистора по устойчивости к сильным перегрузкам состоит в том, что лампа при прочих равных сдохнет медленнее, и если вовремя обнаружить, можно успеть вырубить.


            1. nochkin
              07.11.2025 09:10
              #29082466

              И ещё на лампе видна начало проблемы, а на транзисторе видна финальная стадия -- "волшебный дымок", на котором они все работают.


              1. Hajiyev_Tamerlan
                07.11.2025 09:10
                #29082882

                А ещё подделку можно распознать, не разбирая колбу.


    1. tormozedison
      07.11.2025 09:10
      #29080676

      Если подать на сетку без резистора положительное напряжение, даже такое небольшое, потечёт ток до нескольких десятков миллиампер. Но непонятно, что засветилось, люминофора в 6Н23П нет. Вероятно, электроны через какие-нибудь отверстия летели дальше по инерции и попадали в стекло. А свечение стекла напротив отверстий в аноде при работе лампы в штатном режиме - явление известное и описанное.


      1. TimurZhoraev
        07.11.2025 09:10
        #29083194

        Есть ещё на более-менее мощных лампах (оконечные УМНЧ в основном тетроды и пентоды) эффект, когда напротив окошка в аноде на стекле отпечатывался серый материал по мере старения лампы. Скорее всего это какой-то перенос с анода или рекомбинация ионов геттера с током электронов.


      1. jar_ohty
        07.11.2025 09:10
        #29083362

        Я так думаю, что в таком включении сетка, разогревшись, просто "пускает газы". А что она может пустить? Да барий, улетевший с катода и на сетку осевший (кстати, один из источников сеточного тока...). И молекулы соединений бария -- оксида, хлорида... -- имеют эмиссионные полосы в зеленой области, они всем знакомы по зеленому цвету пламени, в которое внесли соль бария. А тут как раз лететь будет BaO, ну и электронным потоком возбуждаться. А стекло при энергии электронов 30 эВ не засветится. Тут не каждый катодолюминофор светиться будет, для ВЛИ люминофоры, работающие при малых напряжениях -- целая проблема, когда надо от зеленого цвета уйти (по счастливой случайности, как раз Cu:ZnS хорошо в таком режиме работает).


        1. tormozedison
          07.11.2025 09:10
          #29083690

          Да, точно, в таком случае лампа быстро потеряет вакуум от подобных опытов.


      1. Nick0las
        07.11.2025 09:10
        #29084280

        Я думаю, что засветилась распыляемая электронным пучком сетка. Электроны нагрели сетку, с нее стали испаряться металл, электронны их ионизировали, ионы полетели к катоду и там рекомбенировали. Или не там а просто где-то. В общем лампа кратковременно стала газоразрядной, только газ из испаряемой сетки.


  1. Filipp42
    07.11.2025 09:10
    #29079024

    Господа, а есть ещё лампа, которая позволяла выполнять на ней математические вычисления! Решать дифференциальные уравнения.

    http://www.155la3.ru/lf_9p.htm


    1. goldexer
      07.11.2025 09:10
      #29080264

      Ничего себе! Прочитал и остался в лёгком шоке. Как после обнаружения информации о гидроинтеграторах.


    1. da-nie
      07.11.2025 09:10
      #29080602

      Есть даже лампа для АЦП. :) На том же сайте где-то была представлена.


      1. tormozedison
        07.11.2025 09:10
        #29080706

        Тоже встречал её там, принцип действия такой: луч ездит по листу с печатными дорожками, в зависимости от положения попадает на место, соответствующее тому или иному сочетанию нулей и единиц, далее как в оптическом абсолютном двоичном энкодере.


    1. TimurZhoraev
      07.11.2025 09:10
      #29083200

      Есть ещё подобные лампы для ОЗУ, а также запоминающие трубки для осциллографа.


  1. Filipp42
    07.11.2025 09:10
    #29079026

    Скажите пожалуйста, а что такое лампа варемю?

    Это очень таинственная лампа. В интернете я не находил точных данных.


    1. BabayMazay Автор
      07.11.2025 09:10
      #29079074

      Варимю -- это с переменным шагом управляющей сетки и как следствие -- с регулируемым усилением.

      "Пентоды с удлиненной характеристикой (иначе называемые лампами с переменной крутизной), предназначены для работы в каскадах усиления напряжения ВЧ с автоматически регулируемым усилением. Сеточные характеристики таких ламп складываются из двух участков: пологого и крутого. Анодный ток прекращается при больших отрицательных напряжениях на управляющей сетке. Такой вид характеристики дает возможность при помощи системы АРУ регулировать усиление в широких пределах. " Д.С.Гурлев. "Справочник по электронным приборам". 1962 год


      1. tormozedison
        07.11.2025 09:10
        #29080694

        Тогда она не редкая, в тракте ПЧ в бытовухе шестидесятых-семидесятых встречается очень массово.


        1. jar_ohty
          07.11.2025 09:10
          #29083368

          Она не редкая, а просто дефицитная -- из-за популярности и востребованности. К настоящему моменту она вошла в категорию "фиг достанешь".


          1. tormozedison
            07.11.2025 09:10
            #29083694

            Теперь - да, а первоначально - в каждой первой радиоле.


  1. TimurZhoraev
    07.11.2025 09:10
    #29079308

    На гептоде довольно много схем с одновременным генератором и смесителем, различного рода сверхрегенеративные приёмники. Есть ещё более хитрые с усилением одновременно по НЧ и ВЧ, развязанные конденсатором и имеющие в аноде звуковой трансформатор. Особый коаксиальный вид у маячковых СВЧ триодов.
    Вторую сетку можно использовать как анод, но раскаляется докрасна и сама становится катодом, в этом интересном режиме можно отключить основной накал быстро переключить катод на вторую сетку и пропускать ток поддерживая саморазогрев, лампа работает минуту, но диод получается хороший.


    1. tormozedison
      07.11.2025 09:10
      #29081112

      На 6И1П как раз часто делали гетеродин, совмещённый со смесителем.

      А где в качестве штатного режима широко применялось самоподдержание нагрева катода после отключения накала, и так слишком хорошо известно. Подсказка: от массового применения этого ушли только в середине 2010-х.


      1. jar_ohty
        07.11.2025 09:10
        #29083374

        Ну это не в вакуумных, а в газоразрядных лампах:)


        1. tormozedison
          07.11.2025 09:10
          #29083696

          Именно.


  1. Leo999
    07.11.2025 09:10
    #29079904

    Приятная статья, спасибо! Вспомнил, как делал свой первый детекторный приемник, делая кристаллический детектор из самоприготовленного (!) сульфид свинца, а потом полночи искал на кристалле чувствительную точку, пока родители не загоняли в постель.
    А позднее ночи за пайкой ламповых приёмников, по схемам журнала "Радио". А затем и средневолновых передатчиков, транслируя на всю округу "западную" музыку, записанную на "рёбрах" (кто помнит). Правда, это радиовещание длилось не очень долго, милиция меня как то вычислила и пресекла.


    1. BabayMazay Автор
      07.11.2025 09:10
      #29079948

      Вам спасибо что читаете! Сульфид свинца, это вроде ничего особенного -- серу сплавить с напиленным свинцом в пробирке. В бытность, пиротехнику посложнее делали. Там главное не надышаться испарениями. Самодельные грампластинки на рентгеновской плёнке не видел, но премного наслышан, а в кинофильме "Стиляги" есть эпизод, где такую пластинку записывают. У "милиции" конечно были и пеленгаторы, но зачем они нужны, когда вокруг столько неравнодушных граждан.


      1. Leo999
        07.11.2025 09:10
        #29079966

        Это было в Алма-Ате, тогдашней столице Казахстана. Ближайшие соседи не только ловили наши передачи, но легко узнавли и мой голос и голос моей сестры, когда мы "вещали" и сообщали народу назвния песен : "а сейчас прозвучит всеми вами любимая песня ..."

        Новости и другие передачи на Казахском никто не любил и не слушал, даже большинство Казахов. И кроме того Все (2 или 3?) Алма-Атинские станции вещали на длинных, а мы на средних. Наверно нам повезло, но мы вещали почти всё лето, пока были школьные каникулы, а неравнодушные граждане оказались равнодушными. Естественно, никаких неприличных слов и ругани КПСС мы в эфир не давали.

        Спасибо, что напомнили эти времена. Итаки да - лучше быть молодым но здоровым, чем старым но больными :))


        1. vadimk91
          07.11.2025 09:10
          #29080054

          Интересно, на средних волнах длина волны сотни метров, а какая длина антенны была в вашем случае? Метровый хвостик и согласовать трудно и эффективность никакая, хотя наверное для слушателей в соседних домах в любом случае этого достаточно.


          1. Leo999
            07.11.2025 09:10
            #29080318

            Просто повесил антенный тросик (длиной метров 30 наверно) между домами. без всяких рассчётов. В доме моего друга, жившего за 5 кварталов от нас (наверно метров 600?) прием был вполне приличны, но шумы уже слышались. Это было в 9-м классе школы, задолго до того, как я окончил радиорехнический факультет и научился рассчитывать антенные решётки с переменной диаграммой направленности... Ну это уже другая история


  1. Prohard
    07.11.2025 09:10
    #29080260

    Почти все лампы такие, линейно-цилиндрические, что-ли. А были ли лампы со сферическими анодами, сетками и катодами?


    1. tormozedison
      07.11.2025 09:10
      #29081124

      Их неудобно изготавливать. Но полусферические катоды существуют - у фотоэлементов.


    1. TimurZhoraev
      07.11.2025 09:10
      #29081204

      Фотоэлементы, лампа "кошачий глаз", ну и конечно же кинескоп, особенно цветной, где была очень мелкая сетка которую можно было использовать как хорошее сито.


      1. tormozedison
        07.11.2025 09:10
        #29082480

        Кстати, да, в 6Е1П полусферический анод.


  1. Wesha
    07.11.2025 09:10
    #29083802

    символ Советского прогресса.

    и российской безграмотности

    сове́тский (к Сове́ты, Сове́тский Сою́з, Сове́тск; сове́тская вла́сть, сове́тское прави́тельство)

    https://gramota.ru/poisk?query=советский&mode=slovari&dicts[]=71


  1. Nick0las
    07.11.2025 09:10
    #29084304

    Спасибо за статью. Материал, хоть и знакомый с детства, но приятно было прочитать. И картинки ранних ламп интересные.


  1. Tippy-Tip
    07.11.2025 09:10
    #29085574

    Лампы с фото 1.2 чем-то напоминают боевые "треножники" марсиан из "Войны миров"...