Ancho de banda del amplificador pentodo

¿Por qué el ancho de banda del amplificador pentodo es mayor que el ancho de banda del amplificador triodo?

He buscado en los siguientes libros pero no encuentro la respuesta:

  • Dispositivos electrónicos y circuitos por Rajiv Tiwary
  • Circuito y teoría de dispositivos electrónicos por Robert L Boylestead
  • Allen Motterhead
Ni siquiera creo que eso sea cierto, en general. Es solo que los pentodos llegaron al mercado cuando apareció la demanda de anchos de banda más altos.
y, esto podría ser una diatriba, ¿quién en su sano juicio está diseñando amplificadores de válvulas de banda ancha en estos días, además de algunas aplicaciones muy especiales?
(en tendencia, puede construir pentodos con una capacitancia parásita más baja, y eso podría tener un efecto positivo en el ancho de banda general del amplificador, pero en realidad no es un hecho que "ancho de banda de amplificador de pentodo> ancho de banda de amplificador de triodo")
@MarcusMüller La rejilla de pantalla en tetrodos y pentodos generalmente está desacoplada, lo que reduce la capacitancia de acoplamiento rejilla-ánodo y, por lo tanto, el efecto Miller. Eso tiene un gran efecto en el ancho de banda. Su importancia hoy en día (aparte de los MOSFET de tetrodo cada vez más raros y cada vez más difíciles de encontrar) es su inspiración para la configuración de cascodo, que hace lo mismo.
El contexto de esa afirmación puede ser importante. Consideré que la capacitancia de Miller (placa a rejilla) era el factor decisivo. Muchos amplificadores de alta frecuencia utilizaban una configuración de red conectada a tierra. Otros se tomaron la molestia de neutralizar la capacitancia de triodos placa a red.
@BrianDrummond aprendo algo nuevo todos los días :)
@glen_geek ¡esperemos que Dheeraj esté al tanto de ese contexto! (Y no solo una víctima de un plan de estudios universitario que tiene ~ 50 años de antigüedad).
@glen_geek: lugar en re: neutralización. Para esto y el tetrodo, el OP está buscando en los libros equivocados. Debería acudir al gurú: John Scott-Taggart (inventor del Neutrodyne) "El Manual de la radio moderna". (¿Hacen 50 años? La mía es la edición de 1933 :-)
@BrianDrummond bueno, 1969, la reparación de radios de válvulas podría haber sido un tema relevante y, sinceramente, no sé cuándo los amplificadores de estado sólido superaron a las válvulas para la amplificación de alta potencia; 50 años fue una especie de "suposición segura" para "tema muerto como un clavo".
@MarcusMüller Es interesante leer, en parte, cómo los conceptos pueden volver a aparecer, como tetrode -> cascode. Y cuántos no tienen un equivalente moderno en semiconductores. Cambie la geometría de la rejilla de la pantalla y puede variar la transconductancia variando el voltaje de la rejilla de la pantalla: la válvula vari-mu es mucho más simple que nuestro multiplicador analógico (aunque el BF981 o el 3N140 estuvieron bastante cerca)
Creo que el pentodo se diseñó en parte debido a la necesidad de sistemas de transmisión de RF de mayor frecuencia. introdujo lo que se llama un conjunto de rejilla de pantalla y supresor que esencialmente elimina la mayor parte de la capacitancia interna y el efecto Miller que plagan los transistores o triodos típicos. Como ejemplo, incluso un amplificador de guitarra trivial con una entrada de triodo deja de amplificar alrededor de 50 kilohercios, mientras que uno con una entrada de pentodo en el primer tubo puede superar la amplificación unitaria de 1 megahercio.
Edite su publicación con enlaces o referencias de libros para corroborar su afirmación de que los amplificadores de pentodo tienen un mayor ancho de banda. No podemos explicar la afirmación de otra persona si no la vemos.

Respuestas (2)

Ten paciencia conmigo, el editor de esquemas no fue realmente hecho para esto...

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

En el circuito de la izquierda, podemos ver una capacitancia de retroalimentación de 10 pF, transportando una fracción del voltaje del ánodo de regreso (y en oposición de fase con) el voltaje de entrada en la red. Esta capacitancia surge naturalmente de dos conductores muy próximos. Como el voltaje del ánodo es muchas veces el voltaje de entrada, esto prácticamente destruye la ganancia a altas frecuencias.

El circuito de la derecha representa una válvula de tetrodo, una progresión natural hacia el pentodo. (No puedo encontrar una buena manera de representar una cuadrícula supresora, y los FET generalmente no tienen problemas de emisión secundaria, por lo que no es necesario).

En esto, la RED 2 está polarizada a un voltaje de CC, por lo tanto, la carga de Miller se conduce inofensivamente a tierra (en un análisis de CA ignoramos los voltajes de polarización de CC), y la RED 1 ve solo 10 pF a la RED 2 = tierra.

Como la segunda cuadrícula es una estructura abierta (una espiral de alambre muy delgado), todavía HAY algo de capacitancia Miller restante desde el ánodo hasta la cuadrícula 1: el valor aquí (7 femtofaradios) se toma de un pentodo EF50 de la década de 1940.

Esto tiene mucho menos efecto sobre el ancho de banda que los 10 pF del triodo.

Ahora bien, este es un problema del siglo XXI, ya que hemos progresado de una capacitancia de Miller de aproximadamente 10 pF en un triodo de tubo de vacío típico, a aproximadamente 2000 pF en un MOSFET de potencia. Cuando enciende un interruptor MOSFET, a medida que el voltaje de drenaje del ánodo (tos) comienza a caer, el voltaje de la puerta de la rejilla (tos) se aplana durante muchos nanosegundos, a medida que bombea corriente para contrarrestar la capacitancia del molinero. Este es un problema bien conocido en SMPS, controladores de motor, inversores, etc., que requiere amperios de corriente de accionamiento de compuerta para cambiar rápidamente y reducir las pérdidas de conmutación.

Si alguien que lea esto pudiera ver una forma práctica de conectar un interruptor MOSFET sin desperdiciar energía en el cátodo al voltaje Grid2, ¡eso sería una patente bastante valiosa!

Gracias por esta discusión. Aprendí electrónica en tubos de vacío, ya que era todo lo que realmente podía tener en mis manos cuando crecía. (Los transistores eran imposiblemente caros o simplemente no estaban disponibles). Tuve que esforzarme mucho para reunir los detalles físicos de triodos, tetrodos y pentodos. (La resistencia de polarización automática de fuga de red fue uno de mis "obstáculos". Encontré una barrera temprana y difícil de cruzar cuando comencé, ya que parecía que no podía aplicarle la ley de Ohm). Buena respuesta.

considere el MOSFET de doble puerta RCA 3N170, de la década de 1970.

El efecto Miller se redujo en gran medida, y la valiosa energía de RF se pudo utilizar en amplificadores de ancho de banda estrecho de alto Q de menor capacidad y mayor inductancia que tenían muchos dB más de ganancia.

Y, como otros indican, el S-param S12 y S21 cambian drásticamente, alterando útilmente los círculos de estabilidad.

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