Dío 4Nuestra uáluuln ua tornando cuerpo y podríamos estudiar ya todo lc que puede

hacerse con elln, pero debemos confesar que es muy imperfectq que tiene algwnsdefectos y que puede ser perfeccionada. Entonces es preferible que ueamos antescómo hacemos para mejorarln, para darle mayores posibilidades y después trataremostodas sus aplicaciones, El agregado de otras piezas en eI interior de la ampolln produ-ce lógicamente efectos importantes, que son los que estudinremcts en esta jornada. EItema a tratar se refiere a los tetrodos y pentodos, es decir a las uáIuulas con cuatro o

' cinco electrodos. Pero recordemos una afirmación hecl¿a al comenzar el capítulo ante-rior: el triodo es ln uáluuln fundamental y los perfeccionamientos que se le íntroduz-can no alteran sus principios básicos. Por esa razén cada uez que expliquemos una

función de la uáluuln lo harentos partiendo de que en esa función puede haber untriodo; si es posible quedará el triodo .v si el circuito lo exige, incorporaremos unauáluuln más compleja. Pasemos entonces a ocuparnos del tema del día, que es sunla-,nente tnteresante.

TETRODOS Y PENTODOS--..

Ya conocemos el funcionamiento de los diodoi\, por el cátodo quedan en su entorno, tal como loy los triodos que integran la familia de las válvulas :muestra la figura 32, un poco porque la placa posielectrónicas; los diodos servían para rectificar la tiva esú algo lejos y otro poco por la acción re-corriente alternada y los triodos tienen la propie- /pulsora de la grilla. Se forma una nube de elec-dad de amplificar tensiones qr como se las llama

numeroGóT prEgresos, salieron nuevos üpos,se cambiaron su construcción, su aspecto, su tama-ño, etcétera. Para seguir ordenadamente el desarro-llo de este libro trataremos ahora los agregados quese le hicieron al triodo.

Carga espacial. La pantalla

Sabemos que el cátodo es un tubito hecho conmateriales ricos en electrones y que cuando lo ca-lentamos suficientemente meüante el filamentoincandescente emite electrones en gran canüdad.Estos electrones son cargas eléctricas negativas yson atraídos por la placa cuando é*a tiene unafuerte carga eléctrica positiva; hasta aquí el diodo.Luego agregamos un electrodo en el espacio com-prendido entre el cátodo y la placa, que tiene laforma de una espiral cilíndrica llamada grilla;dando a esa grilla un potencial o polarización nega-üva se controla la densidad del flujo electrónico ypor ende la corriente de placa,

Hasta aquí las cosas ya nos son conocidas. Peroocurre que muchos electrones que fueron emitidos

y)*)y/ trones en torno al cátodo, que se denomina cargaexrrerrmen-

ESPACIAL

Fig 32.- En tomo d cátodo se fprma una nube de electro-nes que se denomina carga espacial.

de espacio o catga espacial y cuyo conjunto seresta del flujo electrónicq que va hacia la placa.Esto no tendría importancia si no fuera por el

TETRODOS Y PENTODOS

hecho de que siempre se trató de mejorar el ren-ümiento de las válvulas. Si aumentamos la densi-dad del flujo de electrones se tendrán mayores va-

blindada. La ¡azón de proceder de esa manera esque además de querer acelerar los electrones de lacarga espacial, tal como se hacía en los otros tetro-

GR.ILLAPANTALLA

PLACA

PANTALLAGRlLLACATODOILAMENTO

FILAMENTOFig. 33.- Disposición constructiva esqueniática de la válvula tetrodo.

riaciones de la corriente de placa con las mismasvariaciones que se produzcan en la tensión de gri-lla. o sea crue se aumentará el factor de amplifica-

"eó la colocación de unor esta razon e8 que se roelectrodo auxiliar entre la grilla y lá placa, talcomo lo vemos en la 33, al cual se le dió el

parecida a la grilla. En la misma figura podemos

apreciar la ubicación de todos los electrodos par-

tiendo desde el centro hacia afuera si observamosel corte tranwersal a la izquierda: tenemos el fila-

mento calefactor en el centro, luego el cátodo,

después la grilla, la pantalla y finalmente la placa.

Tipos de tetrodos

No habrá escapado al lector el hecho ile que alagregar un electrodo dentro de la válvula ya hemosconvertido al triodo en un tetrodo, pues sabemosque el filamento no se cuenta pues no intervieneen el circuito de funcionamiento de la váhrrla sinoque solo tiene la misión de calentar d cátodo. Eltetrodo.que acabamos de describir se llama bigriInporque, tal como lo vemos en la figura 33, hay dosgrillas similares colocadas una dentro de la otra.

En algunos tetrodos la pantalla se construye detal modo que forma dos cilindros, uno colocadoentre la Srll" y la placa y el otro queda fuera de laplaca; ambos cilindros son de malla y consütuyenun verdadero blindaje para la ¡ílaca, detalle que daa estae válvulas el nombre de tetrodos de placa

o simplemente pantalla. impedancia Cel capacitor disminuye con el au

de-rifárfbié, to de la frecuencia. éTaiga eléc-Effi;fffi}-Ta placa l" tiJne posiüva, tinemos

dos, se quiere eliminar el campo electrostático quese forma entre la grilla y la placa, reduciendo lacapacidad entre esos electrodos. Es mejor que acla-

válvulas trabajan con señales de fre-cuencias muy altas, cualquier capacitor derivadoocasiona una fuerte absorción de señal, ya que la

allí un capacitor que vemos en la figura 34 dondese ha hecho un corte longitudinai a la válvula quemuestra las espiras cortadas de la grilla y la chapa

Fig. 34.- Los cilindros paralelos que constituyen la grilla yla placa forman un capacitor.

de la placa. Si envolvemos la placa con un blin-

daje eliminamos ese enfrentamiento de cargas eléc-

tricas de signo contrario y ese capacitor deja de

SE FORMA UN CAPACITOR

nombre de

28 APRENDA VALVULAS Y TUBOS EN 15 DIAS

funcionar como tal; en la práctica no se elimina

totalmente la capacidad grilla-placa en los tetrodos

pero se la ieduce bastante. Los tetrodos de placa

Fie. 35.- Disposición construcüva de un tetrodo de placa-

blindada.

blindada tienen entonces sus electrodos en las posi

ciones que hace ver la figura 35,

Para conectar un tetrodo, no importa que sea de

uno u otro tipo -ya que tienen los mismos electro-

dos, aunque -üfiera

li forma de la pantalla-en los

dos modelos- tenemos que Pensar en dar a la pan-

talla un poténcial posiüvo. El circuito necesario lo

dos rayas de trazos, las que representan a la grilla y

a la pantalla.

Tenemos ahora la batería de placa Bl conectada

en serie con la carga R; la grilla lleva su polariza-

ción mediante la batería P.2, ya conocida. Pero

ahora tenemos una tercer batería, la 83, que entre-

ga una tensión menor que la ile placa y cuyo polo

positivo va unido a la pantalla, tal como s" d;io'

Más adelante veremos que en los circuitos prác-

ticos no se emplean tantas baterías, inclusive no se

emplea ninguna en la mayoría de los casos, Porquelos-equipos se aliment¿n y polarizan con fuentes

eléctricas; por ahora realizamos esas polarizaciones

mediante baterías Para que el lector retenga bien

en su mente, Ios signos, las polaridades y las magni

tudes.

Emisión secundaria

La válvula electrónica se nos va complicando a

meüda que avanzamos en su esfuüo, pero no

podemos evitar la mención de todos sus proble-

mas. Se colocó la pantalla Para aumentar la den-

sidad del flujo de electrones recuperando los que

se quedaban en las inmediaciones del cátodo;

además, la pantalla Ies imprime una aceleración

como lo muestra la figura 37, o , si se quiere expli

car de otra manera' al chocar contra la placa pro-

PANTALLA

6RILtAR

CAR6A

w

+lr lr l;lrCATODO

Fig. 36.- Esquema de conexiones de una vá'lvula tetrodo'

vemos en la figura 36 donde aparece por primera

vez el símbolJ del tetrodo como una válvula que

tiene entre el símbolo del cátodo y el de la placa

vocan la saliila de electrones de ella' Estos elec-

trones desprenüdos de la placa entorpecen la

llegada ilel flujo electrónico y su efecto se traduce

TETRODOS Y PENTODOS 29

en una disminución de la corriente de placa.Quiere decir que nuestro tetrodo no es un¿ solu-ción t¿n ideal como parecía y por esta razón

. + '

FLUJO ..........* ¡DE

ELECTR9NE! _ o

+ o

---------:+ a

F'ig. 37,- Forma en que se produce la emisión secundariaen la placa-

pronto fue suplantado por otra válvula en la cualse corrigió el defecto que acabamos de mencionar;y la solución fue ¡cuándo no! agregarle otro elec-trodo o séa una tercer grilla.

La supresora. El pentodo

Los electrones desprenüdos de la placa o de-vueltos por ésta hacia atrás, como quiera que sevea el problema, consütuye lo que se llama er¿r-sión secundaria; para eliminarla tengamos encuenta que esos electrones son cargas eléctricasnegativas y por lo tanto hay que rechazarlos conun campo eléctrico negativo. Si colocamos entre lapantalla y la placa, cerca de esta última, una tercergrilla en forma de espiral cilíndrica y la conecta-mos a un punto del circuito donde haya potencialnegativo, habremos eliminado la emisión secun-daria.

La figura 38 nos muestra la ubicación de loscinco electrodos que ahora tenemos y que formanla nueva válvula: eI pentodo. La grilla agregada sedenomina supresoru por su acción de suprimir laemisión secunda¡ia. Luego, tenemos que buscar enel circuito un punto donde haya potencial negativo\- si observamos la figura 39 que da las conexionesdel pentodo, comprobaremos gue lo más simple esconectar la supresora al cátodo donde se unen lospolos negaüvos de las baterías de placa y de panta-lla: no debe preocuparnos que la batería de griliatiene el polo positivo unido al cátodo, ya que ellano interviene en el circuito de placa que es el quee.tábamos considerandor por la simple razón de*1ue la emisión secundaria afectabb a la corrientede placa.

Hay válvulas pentodo que traen hecha la co-nexión entre la supresora y el cátodo dentro de laampolla, como muestra la figura 40; en este casológicamente, esa conexión no debe hacerse en elcircuito exterior puesto que la fábrica nos la entre-ga ya hecha. En todos los demás detalles la figura40 no se üferencia de la 39.

Resulta interesante obsewar las curvas caracte-rísticas de placa de un pentodo para compararlascon las del triodo. No referimos a las curvas quedan los valores de la corriente de placa ante distin-tos valores de la tensión de placa; cada curva,como lo vemos en la figura 41, se ha tomado paraun valor dado de la tensión negativa de grilla. Sicomparamos esta familia de curvas con las de lafrgtra 27, que cotresponden a un triodo, notamosque en virtud de la acción aceleradora de la panta-lla se alcanza más pronto la saturación o sea elmáximo de Ia corriente de placa. Todas las curvastienen un tramd horizontal superior mas prolon-gado, al cual se llega con menores tensiones deplaca que en el triodo. También se observa en elgráfico que cuando la grilla se hace más negativapara iguales tensiones de placa laS corrientes deplaca son meneres. En efecto, si tornamos unatensión de grilla nula, o sea que no hay tensiónnegativa de grilla, tenemos la curva superior y enese caso, para una tensión de placa dada por elvalor OM la corriente de placa tiene el valor MN;sidamos una polarización de grilla de -lvolt, para lamisma tensión de placa OM, tenemos una corrientede placa MP, menor que la anterior. Y así siguien-

cAroDoc"RlLLA

fiANTALt.ASOPRESORA

Fig. 38.- Disposición constructiva de una válvula pentodo.

do, si aumentamos la polarización de grilla a -2volt, para la tensión OM, la corriente de-placa bajaal valor M0, etcétera.

:10 APRENDA VALVT]LAS Y TLIBOS EN ]5 DIAS

Los pentodos tienen un factor de amplificación

mayor que los triodos por el efecto acelerador de

los electrones que produce la pantalla y no tienen

simplemente el comportamiento de las válvulas yjustificando los elementos que las mismas tienenen su interior.

Fig. 39.- Esr¡uema de conexiones de una válvula pentodo'

el inconveniente de los tetrodos que producían

emisión secundaria. En la práctica, se usan pento-

dos cuando se necesita alta ganancia y se usan trio-

dos cuando esa ganancia no debe ser muy grande y

cuando se necesita. que la relación entre variaciones

de tensión de grilla y corriente de placa mantenga

proporcionalidád, como la que teníamos en la fi-

gurá 3O; en los pentodos esa ProPorcionalidad no

és tan buena. En el análisis de circuitos que encara-

remos oporfunamente se verá en cada caso qué

Pentodos de haz concentrado

La inclusión de la supresora en los pentodos

aparece como una solución definitiva al problema

de la emisión secundaria que tenían los tetrodos,pero hay casos en que esa inclusión presente pro-

blemas. Se trata de las válvulas que manejan flujos

electrónicos de gran densidad, que corresponden alcs casos de corrientes de placa de dto valor; esto

es típico en las válvulas amplificadoras de potencia

ONION INÍERI{A

rI

II

tipo de válvula eonviene de acuerdo con laenecesi.dades del circuito y las exigencias técnicas que el

mismo imponga- Por ahora estamos eshrüando

flue se usan en las etapae finalee de receptores,amplificadores y transmisores. El flujo de electro-nes muy denso, acelerado por la pantalla, encu€n'

Fig. 40.- En algunos pentodos la gxilla supresora está conectada al cátodo dentro de la ampolla.

TETRODOS Y PENTODOS 3l

tra en su camino a la grilla supresora que estáhecha de alambre y que por lo tanto representa unobstáculo físico para el paso de los electrones.

Fig, 41.- Fdmilia de ca¡acterísticas de placa de una vá'Ivulapentodo.

Veamos cómo se soluciona el problema al

mismo tiempo que se consig-ue concentrar el haz'electrónico

que proviene del cátodo y que fue ace-

lerado porla pantalla. Pa¡a ello observemos la figu-

ra 42 que nos muestra un corte de la placa de unaválvula vista desde arriba; hemos supuesto que la

placa es plana"cuando en realidad es cilíndrica,pero eso no molestará a nuestra explicación. Aloscostados de la placa principal hemos puesto dosplacas más pequeñas, que llamamos deflectoras, y

que tienen polaridad eléctrica negativa, lo que seconsigue conectándolas al cátodo, conexión queno se ve en la figura. Entre la placa principal y las

DEFLECTOR= : - - ' /

a

a

EMISIONSECUNDARIA

DEFI.TCTC'R

Fig. 42.- Principio constructivo de la válvula de haces clec-trónicos conccnlrad<ls.

plaeas deflectoras 6e forma un campo eléctrico,cuyas líneas hemos dibujado punteadas, yendodesde el positivo hacia el negativo.

Veamos qué les pasa a los electrones tlel haz queviene del cátodo. Se han übuiado dos solos en sutrayectoria; aI entrar en el campo eléctrico los elec-trones adoptan trayectorias que siguen por entrelas líneas de fuerza del campo eléctrico o sea quesus trayectorias se desvían produciéndose una con-centración del haz que llega a la placa. Además, los

FLACA

MNTALI.A .DEFLECTOR.A \

CATODO6RILt-A

PANTATLA

Fig. 43.- Disposic iónconstructiva de la váüvula

de haces electónicosconcentrados

5

F ++++++

APRENDA VALYULAS Y TUBOS EN 15 DIAS

electrones desprendidos de la placa sufren laacción ilel campo eléctrico que los impulsa nueva-mente hacia la placa.

Fis.. 44,- Familia de ca¡acterísticas de placa de Ia válvula- de la fizura 43'

En resumen, no existe una suPresora física cerca

de la placa pero el campo eléctrico -que se forma

acfua óomo una supresora virtual y al mismo tiem-

po produce una concentración del haz electrónico'

Constructivamente esta válvula toma el aspecto

son verdaderos pentodos, ya que el juego ile placas

deflectoras cumple la función de la supresora de

los pentodos comunes' además de su acción con-

centradora del haz.

Si observamos las curvac características de placa

de los pentodos dé haz electrónico concentrado,

lJue aparecen en la figura 44, cornprobaremos que

Fig, 45.- Esquema de conexiones de la válvula de haces electrónicos concentrados,

son más empinadas ,gue las de los pentodos co-

munes, y ello se debe a qrie la concentración del

haz de electrones produce mayores corrientes de

placa para menores tensiones aplicadas a ese elec-

Lodo. Lógicamente, la saturación se alcanza con

tensiones de placa de menor valor que en los otros

pentodos. Las placas deflectoras están sólidamente

unidas al cátoilo dentro de la ampolla por lo que

este pentodo, en los circuitos, no requiere co-

nexión externa-de suPresora' tal como lo muestra

la figura 45, que a la vez nos muestra el símbolo

característico de este tipo de válvulas. En los

demás detalles, este circuito no 6e diferencia del

comesponüente al pentodo del tipo común'

Pentodos de supercontrol

Si recordamos la figura 30, que nos sinió Paradefinir al factor de amplificación ilel triodo, cosa

que se puede hacer extensiva a los otros tipos de

válvulas, observaremos que la característica tensióngrilla-corriente placa de la válvula presenta un

áamo recto muy largo, que marca precisamente la

zona de trabajo. Ya hemos ücho que el ser recta

esa característica implica que hay proporciona-lidad entre las variaciones de la corriente de placa

y la tensión de grilla; dicho de otra manera, el

factor ile amplificación de la válvula es constante osea que dando a la grilla distintas polarizaciones

negativas, siempre se tiene el mismo coeficiente de

amplificación. Este comportamiento. de las válvulasles ha dado el nombre de pentodos de ¡t co.nstante

a los gue se construyen cumpliendo esa condición;

y nos referimos a los pentodos porque son las vál-

vulas que se usa típicamente como amplificadoras

en los equipos que trabajan con señales de frecuen-

cias altas que son los que nos presentan el proble-

3or

ma que vamos a explicar. Recordemos de paso que

¡, "t "l

nombre simbólico del coeficiente ile ampli-

ficación.

-uI

83

TETRODOS Y PENTODOS 33

Las etapas amplificadoras de alta frecuencia re-

quieren, muchas veces, la posibilidad de variar el

grado de amplificación, lo que equivale a decir que

CATODO

l"ig. 4ó.- Disposición constructiva de la grilla de un pen-todo de amplificación variable.

sc necesita una válvula cuyo factor de amplifica-r:ión sea variable. Así surgieron los pentoilos de ¡tt:ariable, o de supercontrol, en los cuales, ademástle que Ia grilla permite variar la corriente de placa,cxiste la posibilidad de variar el grado de amplifica-ción alterando el potencial básico de la grilla.

Veamos cómo son estas vályulas y cómo funcio-rran. La figra 46 nos muestra que la grilla se hacecon espaciado irregular entre las espiras, pues enlos extremos, el espaciado a es menor que el quelray en el centro y que indicamos con la letra á enla figura. No se han rlibujado las otras Eillas y laplaca porque no presentan üferencias con los pen-todos comunes, salvo que hay que recordar que-como se trata de valvulas que manejan alta fre-cuencia la pantalla se háce con el tipo que calificó¿r los tetrodos de placa blindada;tenemos entoncesr¡ue había pentodos de placa blindada de dos ti-pos: los de ¡r fijo y los de ¡r variable.

El efecto de esa configuración de la grilla sobref as características de la válvula se ve en la fr,wra 47donde aparecen dos curvas: la (I) correspánde aun pentodo del tipc común y la (2) a uno de su-

percontrol. Como la inclinación de la cuwa influye

sobre el valor del factor de amplificación, cosa quese deduce de los cálculos que hicimos para la figura30, y la inclinación de la curva (2) es diferente enlos puntos A, B y C, el factor de amplificación dela váivula será diferente si hacemos trabajar a la

váivula en esos puntos. Es decir que si damos a la

válvula una polarización negativa básica de grilladada por el segmento OD el punto de trabajo será

el A y la inclinación de la curva es mayor que en elpunto B y más aún que en el C, cuyas polarizacio-nes son OF y OG respectivamente, lo que se tradu-ce en que el factor de amplificación se va redu-ciendo si aumentamos la polarización negativa de

grilla. Esto se aplica en los receptores de raüo para

regular automáücamente la ganancia del receptorante las üferentes intensidades de las señales cap-

tadas por la antena.Como las curvas (I) y (2) representan en cierto

modo a los pentodos de factor de arnplificaciónfijo y variable respectivamente, esos dos tipos deválvulas se llaman también de corte neto y de cortealejado, cosa que se ve en la figura 47 si observa-mos que la curva (1) corta al eje horizontal cerca

Fig, 47.- En las características de grilla de los pentodos decorte neto y de corte alejado pueden compar¡use sus prG

piedades.

del centro O y la curva (2) lo corta en una zonaalejada. Aclaramos esto para facilitar al lector elconocimiento y uso de los manuales de válvulas.

JT