La rejilla de pantalla y el pentodo

Encuentra el componente problemático, que en realidad no es un componente.

1. Con una válvula triodo desconectada del circuito y fría, mide la capacitancia entre el ánodo y la rejilla con un medidor LCR.
2. Anótala: será de unos pocos picofaradios.
3. Ahora calcula qué aparece en la entrada como esa capacitancia, multiplicada por la ganancia de la etapa más uno.

Unos pocos picofaradios de capacitancia ánodo-rejilla se comportan como decenas o cientos de picofaradios en la entrada, porque el ánodo oscila en dirección opuesta a la rejilla y en una magnitud mucho mayor. Esta multiplicación es el efecto Miller, y significa que la capacitancia de entrada de un amplificador depende de su propia ganancia.

De ello se derivan dos consecuencias inmediatas, y ambas eran graves. La enorme capacitancia de entrada efectiva desafina y amortigua el circuito sintonizado que alimenta la etapa. Y, como la trayectoria de realimentación existe, con el desfase adecuado la etapa oscilará por sí sola.

Monte un tetrodo y repita cada medición.

1. Construya la misma etapa amplificadora usando un tetrodo, con la rejilla de pantalla conectada a una alimentación positiva estable y puenteada a tierra mediante un buen condensador.
2. Mida de nuevo la capacitancia entre ánodo y rejilla de control.
3. Mida la ganancia de la etapa.
4. Intente hacerla oscilar aumentando la impedancia de carga.

La capacitancia ánodo-rejilla se reduce en un factor de cientos, la ganancia aumenta en un factor de decenas, y es mucho más difícil provocar que la etapa oscile. La pantalla cumple dos funciones a la vez: electrostáticamente es un blindaje conectado a tierra entre los dos electrodos, y eléctricamente acelera los electrones más allá de la rejilla de control, de modo que la tensión del ánodo apenas influye en la corriente.

El condensador de puenteo no es opcional. La pantalla debe estar a potencial de tierra para las señales, incluso cuando se encuentra a una alta tensión continua. Si no se puentea, la pantalla oscila con la señal, el blindaje desaparece y se tiene un triodo costoso.

El tetrodo introdujo un nuevo fallo, y su forma en la curva te dice exactamente qué es.

1. Traza la corriente de ánodo frente a la tensión de ánodo a una tensión de rejilla de control fija, barriendo el ánodo desde cero hacia arriba.
2. Presta mucha atención a la región donde la tensión de ánodo está por debajo de la tensión de pantalla.
3. Marca cualquier región donde la corriente FALLS cuando la tensión RISES.

Hay una caída — una región de resistencia negativa — donde aumentar la tensión de ánodo disminuye la corriente de ánodo. La causa es la emisión secundaria: los electrones llegan al ánodo con suficiente rapidez como para arrancar más electrones de su superficie, y como el ánodo está a un potencial menor que la pantalla, esos electrones arrancados son recogidos por la SCREEN en lugar de regresar. La corriente que debería haber ido al ánodo va a la pantalla, por lo que la corriente de ánodo cae.

Una región de resistencia negativa no es simplemente desordenada. Puede sostener una oscilación por sí misma —el oscilador dinatrón se construyó deliberadamente sobre este efecto— y distorsiona gravemente un amplificador cuya señal entra en esa región.

Soluciona el problema de la emisión secundaria con una tercera rejilla, y comprende por qué está a tierra.

1. Construye la misma etapa con un pentodo, con su rejilla supresora conectada al cátodo.
2. Repite el barrido de corriente de ánodo frente a voltaje de ánodo.
3. Compara la curva con la del tetrodo.

El codo ha desaparecido; la curva sube y luego se aplana en una larga meseta horizontal. La supresora se sitúa entre la pantalla y el ánodo a potencial de cátodo, negativa respecto a ambos, de modo que repele los electrones secundarios lentos arrancados del ánodo y los devuelve a él, mientras que los electrones primarios rápidos procedentes del cátodo atraviesan directamente.

Vale la pena detenerse en la meseta plana: la corriente de ánodo es ahora casi independiente del voltaje de ánodo. Eso se parece mucho a una fuente de corriente constante controlada por la rejilla, que es exactamente lo que necesita un amplificador: una ganancia de voltaje enorme y una etapa cuyo comportamiento apenas depende de su carga.

Ponga el pentodo a trabajar en la tarea que el triodo no podía soportar.

1. Construya una etapa de amplificador de RF sintonizada usando el pentodo, con un circuito sintonizado de alto Q como carga de su ánodo.
2. Mida la ganancia y verifique el Q del circuito sintonizado con la etapa en funcionamiento.
3. Aumente progresivamente la impedancia de carga y observe hasta qué punto puede elevar la ganancia antes de que aparezca la inestabilidad.
4. Repita toda la prueba con un triodo en un circuito equivalente.

El pentodo proporciona mucha más ganancia antes de oscilar, y carga mucho menos el circuito sintonizado, por lo que la selectividad se mantiene. Esa combinación es la que hizo prácticas las etapas de FI de varias etapas y, por lo tanto, la que hizo posible que el superheterodino se fabricara como producto de consumo masivo y no como una curiosidad de laboratorio.