Просмотр кода страницы Пентод

[[Файл:Pentoda symbol.svg|thumb|180px|Условное графическое обозначение пентода косвенного накала. Сверху вниз:<br>{{*}} анод,<br>{{*}} антидинатронная сетка,<br>{{*}} экранирующая сетка,<br>{{*}} управляющая сетка,<br>{{*}} катод и<br>{{*}} подогреватель катода (два вывода).]]

'''Пенто́д''' (от {{lang-grc|πέντε}} [[5 (число)|пять]], по числу [[электрод]]ов) — [[Электронная лампа|вакуумная электронная лампа]] с экранирующей сеткой, в которой между экранирующей сеткой и [[анод]]ом размещена третья сетка, называемая ''защитной'' или ''антидинатронной'', подавляющая [[динатронный эффект]]. Как правило, в пентодах прямого накала третья сетка соединяется со средней точкой [[катод]]а, в лампах косвенного накала — с любой точкой катода{{sfn|Гинкин|1948|с=413}}<ref group=note>В лампах, предназначенных для работы с схемах с общей сеткой или в каскадах преобразования частоты, где катод не соединён по переменному току с общим проводом, третья сетка имеет отдельный вывод и ''в штатном (паспортном) режиме'' должна соединяться с общим проводом (например, [[6П15П]], 6Ж2П).</ref>. В большинстве пентодов третья сетка и катод электрически соединены внутри баллона лампы, поэтому у них всего четыре вывода электродов. Ранее в литературе пентодами в строгом смысле именовались именно такие, четырёхвыводные лампы, а пентоды с отдельным выводом третьей сетки именовались «трёхсеточными лампами»{{sfn|Гинкин|1948|loc=с. 413: «Следует иметь в виду, что практически ''пентодами'' называются только те трёхсеточные лампы, у которых защитная сетка внутри самой колбы соединена с катодом. В настоящее время часто выпускаются трёхсеточные лампы, имеющие самостоятельный вывод для третьей защитной сетки. Являясь формально (по стандарту) пентодами, эти лампы могут иметь другие характеристики, поэтому их принято называть ''трёхсеточными'' лампами, а не пентодами»}}. По конструкции и назначению пентоды делятся на четыре основных типа: маломощные усилители высоких частот, выходные пентоды для видеоусилителей, выходные пентоды [[Усилитель звуковых частот|усилителей низких частот]] и мощные генераторные пентоды<ref name=B149/>.

[[Экранированная лампа|Экранированные лампы]], — [[тетрод]] и пентод, — ввиду меньшей проходной емкости превосходят<!-- по диапазону? по входным хар-кам? --> [[триод]] по коэффициенту усиления на высоких частотах из-за эффективного подавления [[Эффект Миллера|эффекта Миллера]]. Верхняя рабочая частота пентодного усилителя может достигать {{nobr|1 ГГц}}{{sfn|Батушев|1969|с=149|name=B149}}<ref group=note>Обычные пентодные усилители с резистивной нагрузкой и ВЧ-коррекцией работоспособны на частотах до 200 МГц. В диапазоне 100 МГц — 1 ГГц применяются особые усилители с бегущей волной (Цыкин, с. 210).</ref>.

Пентод выгодно отличается от тетрода отсутствием ниспадающего участка на [[вольт-амперная характеристика|вольт-амперной характеристике]], устойчивостью к [[самовозбуждение|самовозбуждению]] и меньшими [[Искажения сигнала|нелинейными искажениями]]<ref name=B130/>.

Пентодам свойственно высокое внутренне выходное сопротивление — в бо́льшей части рабочих анодных напряжений пентоды эквивалентны управляемым [[источник тока|источникам тока]]. [[Коэффициент полезного действия]] усилителя мощности на пентодах (около {{nobr|35 %}}{{sfn|Цыкин|1963|с=230|name=Z230}}) существенно выше, чем у усилителя на триодах {{nobr|(15—25 %}}<ref name=Z230/>)<ref group=note>В разных источниках называются разные значения КПД. Одни авторы включают в знаменатель формулы КПД только мощности, непосредственно рассеиваемые на аноде лампы, другие учитывают мощности, рассеиваемые на экранирующих сетках, мощности накала и т. д. Во всех случаях КПД экранированной лампы выше КПД триода.</ref>, но несколько ниже, чем у усилителя на [[лучевой тетрод|лучевых тетродах]]<ref group=note>Последнее объясняется тем, что у лучевого тетрода существенно меньше потери на ток экранирующей сетки и несколько выше предельный размах анодного напряжения — см. Рейх, с. 97—99. Считается, что расчётный КПД описывает режим максимальной выходной мощности, и не применим к работе в менее напряжённых режимах.</ref>.

Недостатки пентодов (и вообще всех экранированных ламп) — более высокие, чем у триода, [[Искажения сигнала|нелинейные искажения]], в которых преобладают нечетные [[Гармонические колебания|гармоники]], существенная зависимость коэффициента усиления от сопротивления нагрузки, бо́льший уровень собственных шумов<ref name=Z230/>.

== История изобретения ==
В 1906—1908 годах [[Форест, Ли де|Ли де Форест]] изобрёл первую усилительную лампу — [[триод]]{{sfn|Okamura|1994|p=97}}. Ошибочно полагая, что проводимость триода обусловлена [[ион]]ным током [[Газовый разряд|газового разряда]], изобретатель не пытался создать в баллоне своей лампы глубокий [[вакуум]]. Напротив, обнаружив, что его ртутный [[вакуумный насос]] загрязняет баллон парами [[ртуть|ртути]], Де Форест переключился на эксперименты с [[Ртутная газоразрядная лампа|ртутными лампами]].

Австриец [[Либен, Роберт фон|Роберт фон Либен]] разработал свою конструкцию триода с наполнением парами ртути с оксидным катодом, и в 1913 году довёл мощность своего триодного [[радиопередатчик]]а до {{nobr|12 Вт}} на волне {{nobr|600 м}}{{sfn|Okamura|1994|p=100}}<ref group=note>В том же 1913 году тридцатичетырёхлетний Либен умер, и на этом закончилась австрийская ветвь раннего развития радиотехники.</ref>. В том же 1913 году патент де Фореста приобрела корпорация [[AT&T]]. Работавший в ней [[Арнолд, Харолд|Харолд Арнолд]] понял, что для стабильной работы «[[Повторитель (сетевое оборудование)|повторителя]]» де Фореста необходим высокий вакуум, и в течение года довёл до серийного производства первый практический вакуумный триод — как его назвали — повторитель для телефонных линий{{sfn|Okamura|1994|p=101}}. Чайлд (1911), [[Ленгмюр, Ирвинг|Ленгмюр]] (1913) и [[Шоттки, Вальтер|Шоттки]] (1914) разработали модель [[Пространственный заряд|пространственного заряда]] в электронных лампах — [[Закон степени трёх вторых|математический аппарат]], описывающий свойства вакуумных ламп{{sfn|Okamura|1994|p=100}}{{sfn|Рейх|1948|pp=57,61}}. Из теории следовал подтверждаемый практикой вывод о том, что предельная частота усиления <math>f_\text{пр}</math> триодного усилителя ограничена влиянием его проходной ёмкости (ёмкости анод — управляющая сетка) <math>C_{ac}</math>:

: <math>f_\text{пр} \approx S/C_{ac},</math>

: где <math>S</math> — крутизна сеточно-анодной характеристики<ref group=note>Современная (послевоенная) трактовка вывода из закона Чайлда — Ленгмюира. Вывод формулы — см. Батушев, с. 105; толкование применительно к пентоду — см. Батушев, с. 127.</ref>.

Триод оказался пригоден только для работы на звуковых частотах, [[Длинные волны|длинных]] и [[Средние волны|средних радиоволнах]]. Для освоения [[Короткие волны|коротковолнового диапазона]] было необходимо радикально снизить проходную ёмкость лампы. В 1926 году [[Халл, Альберт|Альберт Халл]] решил эту проблему введя между управляющей сеткой и анодом триода дополнительную экранирующую сетку. {{не переведено 3|Раунд, Генри|Генри Раунд|en|H. J. Round}}, работавший в {{не переведено 3|Marconi Company|Marconi|en|Marconi}}, первым довёл идею Халла до серийного выпуска электронных ламп с экранной сеткой и в 1927 году на рынке появились радиочастотные [[тетрод]]ы с проходной ёмкостью не более {{nobr|0,025 [[фарад|пФ]]}}{{sfn|Okamura|1994|p=107}}.

[[Файл:Batterie-Roehren KF4 R207 1T4 1j18b BF245A.jpg|thumb|240px|Миниатюризация пентодов. Слева направо:
<br>* KF4 (Германия, 1935)<ref>Датировка по [http://www.radiomuseum.org/tubes/tube_kf4.html radiomuseum.org] {{Wayback|url=http://www.radiomuseum.org/tubes/tube_kf4.html |date=20111014104923 }}.</ref>
<br>* R207 (США, 1935)<ref>Датировка по [http://www.radiomuseum.org/tubes/tube_r207.html radiomuseum.org] {{Wayback|url=http://www.radiomuseum.org/tubes/tube_r207.html |date=20160304195011 }}.</ref>
<br>* 1T4 (США, 1939)<ref>Датировка по [http://www.radiomuseum.org/tubes/tube_1t4.html radiomuseum.org] {{Wayback|url=http://www.radiomuseum.org/tubes/tube_1t4.html |date=20111209180038 }}.</ref>
<br>* 1Ж18Б (СССР, 1950-е — стержневая лампа, не имеющая аналогов на Западе)
<br>* Справа, для наглядности — транзистор в корпусе [[TO92]].]]

Независимо от Халла и Раунда над многоэлектродными лампами работала группа {{не переведено 3|Philips Natuurkundig Laboratorium|физической лаборатории Philips|nl|Philips Natuurkundig Laboratorium}} под началом {{не переведено 3|Хольст, Жиль|Жиля Хольста|nl|Gilles Holst}}. В отличие от американцев, голландцев интересовали не радиочастоты, а качественное воспроизведение звуковых частот{{sfn|Okamura|1994|p=108}} и улучшение экономичности ламп{{sfn|De Vries, Boersma|2005|p=37|name=B37}}. Тетрод, от природы нелинейный из-за принципиально неустранимого [[динатронный эффект|динатронного эффекта]], был мало пригоден для этой цели<ref group=note>Отрицательный наклон ВАХ был устранён в [[Лучевой тетрод|лучевом тетроде]], который появился только в 1932 году и фактически представлял собой эволюцию пентода, а не тетрода.</ref>. Для того, чтобы подавить динатронный эффект, [[Теллеген, Бернард|Бернард Теллеген]] предложил разместить между экранирующей сеткой и анодом третью сетку, электрически соединённую с катодом. Эта сетка выполнялась относительно редкой и практически не влияла на первичный поток электронов от катода к аноду, но эффективно блокировала ток вторичных электронов от анода к экранирующей сетке вызывающих динатронный эффект. Раунд пришёл к той же идее в том же 1926 году, но первенство предложения уже принадлежало Теллегену, а [[патент]] на изобретение — [[Philips]]{{sfn|Okamura|1994|p=108}}.

Philips лицензировал производство пентодов по всему миру и вступил в стратегическое партнёрство с [[Bell Labs]]{{sfn|De Vries, Boersma|2005|p=38|name=B38}}. В 1931 году серийный выпуск низкочастотных пентодов начали [[RCA]] в [[Соединённые Штаты Америки|США]] и KO Vacuum Tube в [[Япония|Японии]]{{sfn|Okamura|1994|p=109}}. В 1932 году RCA выпустила первые радиочастотные пентоды тип 57 и тип 58{{sfn|Okamura|1994|p=108}}. Уже в начале 1932 в США массово публиковались любительские конструкции на пентодах<ref>[https://books.google.ru/books?id=4-EDAAAAMBAJ Pentode amplifier without altering old sets] {{Wayback|url=https://books.google.ru/books?id=4-EDAAAAMBAJ |date=20180522112131 }}. Popular Mechanics, vol. 57, no. 2 (февраль 1932), с. 293. Описывается одноламповый УНЧ радиоприёмника на низкочастотном пентоде.</ref>. Фирма [[EMI]] ([[Великобритания]]) не пожелала покупать патент Теллегена, считавшийся одной из самых ценных разработок Philips{{sfn|De Vries, Boersma|2005|loc=p. 38: «The Pentode patent was to be one of the most important patents in pre-WWII Nat. Lab. history period.»}}, и взамен создала альтернативу пентоду — [[лучевой тетрод]]{{sfn|Jones|2011|p=89|name=M89}}<ref>
{{книга
 |автор         = Duncan, Ben.
 |заглавие      = High performance audio power amplifiers
 |место         = Oxford
 |издательство  = Newnes
 |год           = 1996
 |allpages      = 463
 |pages         = 402
 |серия         = Electronics & Electrical Referex Engineering
 |isbn          = 9780750626293
 |ссылка        = https://books.google.ru/books?id=Ma7qKuwH-nIC
 |ref           = Duncan
}}</ref>. Развитие мощных ламп разделилось на две ветви — лучевой тетрод в США и Великобритании, пентод в континентальной Европе{{sfn|Hood|2006|p=51|name=H51}}.

Схожесть электрических свойств лучевых тетродов и мощных усилительных пентодов привела к смешению этих терминов в литературе. Одна и та же лампа может именоваться и лучевым тетродом, и пентодом — несмотря на принципиальные разницы во внутреннем устройстве этих типов ламп{{sfn|Jones|2011|p=89}}. Так, в справочнике Кацнельсона и Ларионова 1968 года лучевой тетрод 6П1П назван ''пентодом'', при том, что на прилагаемом рисунке показываются несвойственные пентоду лучеобразующие пластины{{sfn|Кацнельсон и Ларионов|1968|с=409}}. В справочнике Госэнергоиздата 1955 года 6П1П названа ''лучевым тетродом''<ref>{{книга
|заглавие=Электровакуумные приборы. Справочник
|год=1956
|место=М.
|издательство=Госэнергоиздат
|страниц=422
|страницы=131
|тираж=50000
|ref=Электровакуумные приборы 
}}</ref>. Та же путаница терминов происходила и в англоязычной литературе: комбинированная лампа PCL82 (советский аналог — 6Ф3П){{sfn|Кацнельсон и Ларионов|1968|с=12}} в технической документации Thorn-EMI классифицируется как «триод — лучевой тетрод», в документации [[Mullard]] как «триод — пентод»{{sfn|Jones|2011|p=89}}.

Пик нововведений в электровакуумной технике пришёлся на 1934 год — в этом году производители выбросили на рынок максимальное количество новых разработок{{sfn|Okamura|1994|p=101}}, в том числе первые радиочастотные пентоды-[[жёлудь (вакуумная лампа)|жёлуди]] тип 954 и тип 956{{sfn|Okamura|1994|p=112}}. Наметился переход в стационарной аппаратуре напряжений накала с {{nobr|2,5 В}} и {{nobr|4 В}} на напряжение {{nobr|6,3 В}}{{sfn|Okamura|1994|pp=110—111}}{{sfn|Рейх|1948|loc=c. 71: «Примерно с 1930 по 1935 основным стандартом напряжения накала катодов, как подогревных, так и прямого накала, были {{nobr|4 В.}} Однако за последние годы этот стандарт почти целиком и повсеместно вытесняется стандартом {{nobr|6,3 В}} для подогревных катодов и {{nobr|2 В}} для катодов прямого накала.» Перевод издания 1944 года.}}. Продолжилось развитие и многоэлектродных и [[Комбинированные лампы|комбинированных]] ламп — RCA выпустила на рынок [[гептод]] (пентагрид), [[Telefunken]] выпустил [[октод]] и триод-[[гексод]]{{sfn|Okamura|1994|pp=110—111}}.

В послевоенные годы пентоды развивались эволюционно. В 1950—1952 начался переход от [[октальный цоколь|октальных ламп]] к миниатюрным «пальчиковым» лампам с девятью штырьками<ref name=G95>{{книга
 |автор         = Grund, Eike.
 |заглавие      = Radios der 50er Jahre: Restauration, Wiederinbetriebnahme und Reparatur
 |место         = Norderstedt
 |издательство  = BoD – Books on Demand
 |год           = 2004
 |allpages      = 216
 |pages         = 95
 |isbn          = 9783833003578
 |ссылка        = https://books.google.ru/books?id=-nmAXg2UXFUC
 |ref           = Grund
}}
</ref>{{sfn|Иориш и др|1961|с=20—21}}<ref group=note>Семиштырьковые стеклянные лампы диаметром 19 мм появились ещё в конце 1930-х годов. Семь выводов были достаточны для «упаковки» пентода, но двойные триоды и многоэлементные лампы (гептоды и т. п.) требовали как минимум восьми выводов. Поэтому для массовой замены октальных ламп был выбран именно девятиштырьковый конструктив.</ref>. В 1953 они стали стандартом [[Организация Североатлантического договора|НАТО]], к 1958 году практически вся<ref group=note>За исключением мощных ламп нового поколения, например, разработанной в 1949 году EL34. Эти лампы были несколько меньше своих предшественников, но всё же слишком велики для миниатюрного цоколя.</ref> вся номенклатура массовых приёмно-усилительных ламп была выпущена в новом конструктиве<ref name=G95/>, к 1960 доля ламп в металлическом корпусе с [[Октальный цоколь|октальным цоколем]] в СССР снизилась до {{nobr|20 %}} от общего выпуска{{sfn|Иориш и др|1961|с=49}}. Новые разработки оптимизировались для достижения максимального КПД, иногда в ущерб линейности (пример — [[EL84]], проигрывавший в линейности своим предшественникам){{sfn|Weber|1994|p=96|name=W96}}.

Последнее поколение радиоламп, до практически полного вытеснения их [[Полупроводниковые приборы|полупроводниковыми приборами]], сверхминиатюрные лампы в металлокерамическом корпусе [[нувистор]]ы, было выпущено RCA в 1960 году<ref>
{{книга
 |автор         = White, Glenn D.; Louie, Gary J.
 |заглавие      = The Audio Dictionary
 |место         = Seattle
 |издательство  = University of Washington Press
 |год           = 2005
 |издание       = 
 |allpages      = 504
 |pages         = 294
 |серия         = 
 |isbn          = 9780295984988
 |ссылка        = https://books.google.ru/books?id=L38MrvScG3gC
 |ref           = White et al
}}</ref>,
но не нашло массового применения за пределами [[военно-промышленный комплекс|ВПК]]. В американской нувисторной серии пентоды не производились<ref>{{cite web
 |url         = http://frank.pocnet.net/other/RCA/RCA_Nuvistor_Tubes.pdf
 |title       = RCA Nuvistor Tubes for Military and Industrial Applications (каталог)
 |author      = 
 |date        = 1963-06-01
 |work        = 
 |publisher   = [[RCA]]
 |accessdate  = 2012-02-23
 |lang        = 
 |archiveurl  = https://www.webcitation.org/68hARWS4V?url=http://frank.pocnet.net/other/RCA/RCA_Nuvistor_Tubes.pdf
 |archivedate = 2012-06-25
 |deadlink    = no
}}</ref>, а в СССР был выпущен пентод-нувистор 6Ж54Н. Был разработан в СССР и свой, уникальный<ref name=SO>{{статья
 |автор       = Sousa, Joe.
 |заглавие    = Russian Subminiature Tubes
 |ссылка      = http://www.radiomuseum.org/forum/russian_subminiature_tubes.html?thread_id=200277
 |язык        = en
 |издание     = Tube Collector
 |год         = 2009
 |том         = 11
 |номер       = 3
 |archivedate = 2012-03-01
 |archiveurl  = https://web.archive.org/web/20120301163210/http://www.radiomuseum.org/forum/russian_subminiature_tubes.html?thread_id=200277
}}: «Russian Subminiature Tubes are constructed entirely differently from other subminiature tubes.»</ref> класс ламп — сверхминиатюрные [[Стержневая радиолампа|стержневые лампы]] конструкции [[Авдеев, Валентин Николаевич|В. Н. Авдеева]], в которых вместо традиционных витых сеток использовались жёсткие стержни, ориентированные параллельно катодам{{sfn|Батушев|1969|с=170—171|name=B1701}}.

== Области применения ==
В зависимости от выполняемых функций, пентоды широкого применения можно разделить на четыре типа, а внутри самого многочисленного типа (высокочастотные маломощные пентоды) выделить особые подтипы по функциям<ref name=B149 />. Каждая сфера применения ставила перед конструкторами особые приоритеты, и для их реализации каждый тип пентодов обрёл свои конструктивные особенности.
{| class="wikitable"
|-
! N !! Тип !! Применение !! Критерий разработки !! Особенности конструкции !! Примеры
|-valign="top"
| 1А || Маломощные высокочастотные, узкополосные пентоды || Усиление напряжения в резонансных каскадах с узкой полосой пропускания{{sfn|Батушев|1969|с=151|name=B151}}, например, каскады [[Промежуточная частота|ПЧ]] [[Супергетеродинный радиоприёмник|супергетеродинов]] || Минимально возможная проходная ёмкость при (желательно) высокой крутизне характеристики<ref name=B151/> (от 2 до 10 мА/В) || Густая экранирующая сетка. Тщательная экранировка выводов (уменьшение межэлектродных ёмкостей). Подавление краевого поля анода{{sfn|Батушев|1969|с=152|name=B152}} || 6Ж1П ([[:Файл:6AK5 vacuum tubes.JPG|фото]]), 6Ж45Б<ref name=B152/>
|-valign="top"
| 1Б || Маломощные высокочастотные, широкополосные пентоды || Усиление напряжения в [[Добротность|низкодобротных]] каскадах с широкой полосой пропускания (телевидение, [[радиорелейная связь]])<ref name=B152/> || Максимально высокая крутизна характеристики{{sfn|Батушев|1969|с=153|name=B153}} (от 10 до 30 мА/В)|| Минимально возможное расстояния от катода до первой сетки, густая навивка первой сетки (6Ж9П — шаг намотки 17 витков/мм) на рамочном каркасе, золочение первой сетки. Пониженная рабочая температура катода, особые гладкие покрытия катода{{sfn|Батушев|1969|с=154|name=B154}}.<br>Как следствие — наибольшая стоимость среди всех типов пентодов{{sfn|Батушев|1969|с=155|name=B155}} || 6Ж9П, 6Ж11П<ref name=B155/>
|-valign="top"
| 1В || Маломощные высокочастотные пентоды переменной кривизны (вари-мю, пентоды с удлинённой характеристикой<ref>В терминологии ГОСТ 5461-50.</ref>, пентоды с удалённой отсечкой<ref group=note>Устарелый термин — буквальная калька с англ. ''remote cutoff pentode'' — см. Рейх, с. 87-88.</ref>) || Схемы [[Автоматическая регулировка усиления|автоматического регулирования усиления]]{{sfn|Батушев|1969|с=155|name=B155}} || Нелинейная крутизна анодно-сеточной характеристики (АСХ растянута в область отрицательных напряжений). Умеренные требования к полосе пропускания<ref name=B155/>. || Переменный шаг витков первой сетки{{sfn|Батушев|1969|с=156|name=B156}}.<br>Как следствие — повышенные нелинейные искажения{{sfn|Jones|2011|p=317|name=M317}}. || 6К4П, 6К13П<ref name=B156/>
|-valign="top"
| 1Г || Маломощные пентоды с двойным управлением || Преобразователи частоты, смесители сигналов{{sfn|Батушев|1969|с=164—165|name=B1645}} || Эффективное управление током анода по третьей сетке<ref name=B1645/> || Умеренно густая навивка третьей сетки, отдельный вывод третьей сетки<ref name=B1645/> || 6Ж46Б{{sfn|Батушев|1969|с=165|name=B165}}
|-valign="top"
| 2 || Видеочастотные пентоды || Усиление напряжения и мощности видеосигнала (от десятков Гц до нескольких МГц) при работе на активную нагрузку{{sfn|Батушев|1969|с=157|name=B157}} || Максимальный размах выходного напряжения при заданном режиме питания. Высокая крутизна характеристика при относительно высоких (десятки мА) рабочих токах<ref name=B157/> || Аналогично широкополосным ВЧ пентодам, с поправкой на бо́льшую рассеиваемую мощность<ref name=B158/> || [[6П15П]]<ref name=B158/>
|-valign="top"
| 3 || Выходные низкочастотные (звуковые) пентоды || Выходные каскады [[Усилитель звуковых частот|усилителей звуковых частот]], работающие без сеточных токов{{sfn|Батушев|1969|с=158|name=B158}} || Малые нелинейные искажения при большой выходной мощности, сдвиг анодно-сеточной характеристики влево, оптимизация работы при больших напряжениях на экранирующей сетке<ref name=B158/>. || [[Файл:Roehre el84 zerlegt.jpg|thumb|center|300px|Относительно редкие сетки-спирали низкочастотного пентода EL84 — не целенаправленное решение, а следствие разумной экономии: высокая крутизна характеристики в УНЧ не нужна<ref name=B1589/>.]] Редкая навивка управляющей сетки, ещё менее плотная навивка второй и третьей сетки. Мощные катод, анод и несущая внутриламповая арматура{{sfn|Батушев|1969|с=158—159|name=B1589}}<br>Как следствие, относительно низкое выходное сопротивление и плавная, широкая зона перехода из режима возврата в режим перехвата<ref name=B159/>.|| 6П33П{{sfn|Батушев|1969|с=159|name=B159}}<br>EL84 ([[6П14П]])
|-valign="top"
| 4 || Мощные высокочастотные (генераторные) пентоды || Генераторные лампы мощных радиопередатчиков (до нескольких сотен кВт)<ref name=B160/> || Максимальный КПД генератора при стабильном тепловом режиме<ref name=B160/> || Эффективный теплоотвод, в особенности — с сеток. При работе [[однополосная модуляция|однополосной модуляцией]] — малые искажения сигнала<ref name=B160/>. || ГУ-81{{sfn|Батушев|1969|с=160|name=B160}} ([[:Файл:Gu 81m.jpg|фото]])
|}

== Электрические параметры ==

=== Распределение токов ===
[[Файл:нормализованное токораспределение в пентоде.PNG|thumb|240px|Нормализованное распределение токов в пентоде ([[вольт-амперная характеристика]] ''I<sub>K</sub>'' = ''I<sub>а</sub>'' + ''I<sub>с2</sub>'').]]

В нормальном рабочем режиме третья сетка пентода соединена с катодом, на первую (управляющую) сетку подаётся постоянное отрицательное напряжение смещения ''U<sub>C1</sub>'', на вторую (экранирующую) сетку — постоянное положительное напряжение ''U<sub>c2</sub>'', равное или меньшее напряжению питания каскада. У электронов, эмитированных катодом (ток катода ''I<sub>K</sub>''), в этом режиме есть только два пути — с катода на экранирующую сетку (ток экрана ''I<sub>c2</sub>''), и с катода на анод (ток анода ''I<sub>a</sub>''). Ток катода практически ''не зависит от анодного напряжения'' ''U<sub>a</sub>'': он определяется только напряжениями на управляющей и экранирующей сетках{{sfn|Батушев|1969|с=132|name=B132}}. Предельно упрощённая формула тока катода сводится к ВАХ эквивалентного диода по [[Закон Чайльда — Ленгмюра|закону Чайлда — Ленгмюра]]<ref group=note>Вывод формулы и обсуждение её применимости к реальным лампам — см. Батушев, с. 131—134.</ref>{{sfn|Батушев|1969|с=133|name=B133}}:

: <math>I_K \approx (U_{c1} + D\ U_{c2})^{3/2},</math>

: где <math>D</math> — относительная проницаемость первой сетки (мера эффективности управления по первой сетке).

Реальные пентоды могут иметь более крутую зависимость <math>I_K</math> от управляющих напряжений (показатель степени более 3/2)<ref name=B133/> и небольшой завал в области особо малых <math>U_a.</math> Практически бо́льшее влияние имеет распределение тока катода между экраном и анодом (доля катодного тока, достигающая анода) при постоянном <math>U_{c2}.</math> График этого распределения имеет два примерно линейных участка разной крутизны, разделённые явно наблюдаемым переломом{{sfn|Батушев|1969|с=134|name=B134}}:

[[Файл:режим возврата тетрод, пентод.PNG|left|180px|thumb|В тетроде (сверху) вторичные электроны, выбитые из анода, притягиваются к экранной сетке, уменьшая ток анода. В пентоде (снизу) они отталкиваются от защитной сетки возвращаются на анод.]]

* '''Режим перехвата'''. При достаточно больших анодных напряжениях (не менее {{nobr|10…50 %}} <math>U_{c2}</math> в зависимости от типа ламп) часть электронов, эмитированных катодом (обычно эта доля 1/5—1/6 от <math>I_K</math>{{sfn|Батушев|1969|loc=c. 134. При неоптимальном выборе рабочей точки доля перехваченных экранной сеткой электронов может быть больше, а коэффициент токораспределения — меньше}}), перехватывается экранирующей сеткой «на лету», формируя ток экрана <math>I_{c2}</math><ref name=B134/>. Не перехваченные экранной сеткой электроны продолжают движение к аноду и формируют его ток <math>I_a</math><ref name=B134/>. Доля анодного тока в токе катода и коэффициент распределения <math>I_a/I_{c2}</math> (обычно равный 4…5<ref name=B143/>) медленно растут по мере роста отношения <math>U_a/U_{c2}</math><ref name=B134/>. Важно именно соотношение этих двух напряжений, а не их абсолютные значения<ref name=B134/>. Например, в триодном включении{{переход|#Триодное включение|1}} пентода, когда экранная сетка электрически соединена с анодом <math>U_a</math> точно равно <math>U_{c2},</math> поэтому соотношение <math>I_a/I_{c2}</math> постоянно практически во всей рабочей области. При фиксированном <math>U_{c2}</math> зависимость <math>I_a</math> от <math>U_a</math> близка к линейной, что эквивалентно практически постоянному, и при этом весьма высокому [[внутреннее сопротивление|внутреннему сопротивлению]]. Чем слабее зависимость токораспределения от <math>U_a/U_{c2},</math> тем выше внутреннее сопротивление. Крутизна управления по первой сетке в режиме перехвата зависит от <math>U_a</math> очень слабо: её определяют в первую очередь <math>U_{c1}</math> и <math>U_{c2}</math> (см. формулу для <math>I_K</math>){{sfn|Батушев|1969|с=144|name=B144}}.
* '''Режим возврата'''. При снижении анодного напряжения до порога в {{nobr|10…50 %}} <math>U_{c2}</math> часть электронов, ранее достигавших анода, оказывается не в состоянии преодолеть его тормозящее поле (<math>U_a \ll U_{c2},</math>) которое отражает их назад на экранирующую сетку. На анодной ВАХ возникает участок с уменьшенным дифференциальным сопротивлением. При дальнейшем снижении <math>U_a</math> ток анода резко падает, а ток экраной сетки так же резко растёт{{sfn|Батушев|1969|с=135|name=B135}}. В предельном случае, когда <math>U_a</math> снижается до нуля, весь ток катода передаётся на экранирующую сетку. Нелинейность и нестабильность параметров в режиме возврата недопустимо велики, поэтому рабочая точка пентода выбирается так, чтобы при всех возможных мгновенных значениях ''U<sub>a</sub>'' лампа оставалась бы в режиме перехвата.

Так же как и в тетроде, бомбардировка анода электронами с энергией более 10…15 [[Электронвольт|эВ]] порождает [[Вторичная электронная эмиссия|вторичную эмиссию]] с анода{{sfn|Батушев|1969|с=128, 130}}. В ''тетроде'' в режиме возврата вторичные электроны беспрепятственно движутся к экранирующей сетке, ''уменьшая'' ток анода. В тетродах первых выпусков ток анода мог даже менять направление (обратный ток вторичных электронов превосходил прямой ток электронов от катода){{sfn|Рейх|1948|loc=с. 90—91, анализирует поведение тетрода типа 24А разработки 1929 года. При <math>U_{c2} = 90~\text{V},</math> <math>U_{c1} = 0~\text{V}</math> и <math>U_a = 20 \dots 70~\text{V}</math> ток анода принимал отрицательное значение (в пределе <math>I_a = -2{,}5~\text{mA},</math> <math>I_{c2} = 10{,}5~\text{mA},</math> <math>I_\text{K} = 8~\text{mA}</math>)}}. В пентоде на пути электронов от анода к экрану имеется препятствие — защитная сетка. Она не способна задержать быстрые первичные электроны проходящие через экранную сетку, но эффективно препятствует обратному току медленных вторичных электронов выбитых с анода<ref name=B130/>. Свойственный тетродам [[динатронный эффект]] в пентодах подавлен: с ростом <math>U_a</math> вольтамперные характеристики пентодов [[Монотонная функция|возрастают монотонно]]{{sfn|Батушев|1969|loc=с. 130. Говорить о полной нейтрализации динатронного эффекта нельзя, так как он всё-таки наблюдается в области малых токов и больших смещений на первой сетке.|name=B130}}.

=== Частотные свойства ===
На низких частотах (<math>f \ll F_\text{гр}</math>) коэффициент усиления пентодного каскада с активной анодной нагрузкой определяется крутизной лампы <math>S</math> и сопротивлением нагрузки <math>R_\text{н}</math>{{sfn|Батушев|1969|с=146|name=B146}}:

: <math>K = S\ R_\text{н}.</math>

Та же формула применима и к каскаду с [[Реактивное сопротивление|реактивной нагрузкой]]. При сопоставимых величинах сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления пентода <math>R_a</math> в формулу следует подставлять эквивалентное сопротивление генератора <math>R_\text{экв} = R_a R_\text{н} / (R_a + R_\text{н})</math>{{sfn|Цыкин|1963|с=117}}

В области верхних частот пентод c активной нагрузкой<ref>Коэффициент широкополосности применим к любому широкополосному каскаду, — наиболее распространённым его случаем и является каскад на сопротивлениях.</ref> характеризуется показателем ''коэффициента широкополосности'' (<math>\gamma</math>) — произведением частоты на коэффициент усиления, достижимый на этой частоте. Коэффициент широкополосности не зависит от активного сопротивления нагрузки, но убывает с ростом её ёмкости <math>C_\text{н}</math>{{sfn|Батушев|1969|с=153|name=B153}}{{sfn|Цыкин|1963|с=176}}:

: <math>\gamma = K_{\Delta} f = S / [2 \pi (C_\text{вых} + C_\text{вх} + C_\text{н})].</math>

Коэффициент широкополосности массовых серий пентодов лежит в диапазоне от 50 до {{nobr|200 МГц}}{{sfn|Цыкин|1963|с=177|name=Z177}}. Табличные значения коэффициента указываются либо для идеального случая <math>C_\text{н} = 0,</math> либо для некоторого стандартного <math>C_\text{н}.</math> Для пальчиковых ламп принимается <math>C_\text{н}</math> = 5,5 пФ, поэтому справочные значения коэффициента различаются несущественно{{sfn|Цыкин|1963|loc=с. 176—177. Например, коэффициент широкополосности лампы 6Ж9П без учёта внешней ёмкости — 175 МГц (Батушев, с. 155), а с учётом <math>C_\text{н}</math> — 159 МГц (Цыкин, с. 177).}}. Для октальных ламп принимается <math>C_\text{н}</math> = 10 пФ, поэтому их коэффициент широкополосности под нагрузкой примерно в полтора раза ниже «безнагрузочного» коэффициента{{sfn|Цыкин|1963|с=177}}<ref>
{{книга
 |автор         = [[Бонч-Бруевич, Алексей Михайлович|Бонч-Бруевич, А. М.]]
 |заглавие      = Применение электронных ламп в экспериментальной физике
 |место         = М.
 |издательство  = Государственное издательство технико-теоретической литературы
 |год           = 1956
 |страниц       = 656
 |страницы      = 125
 |тираж         = 15.000
 |ref           = Бонч-Бруевич
}}</ref>.

В пентодных усилительных каскадах без частотной коррекции коэффициент широкополосности должен превосходить верхнюю границу усиливаемых частот в 5…10 раз, в усилителях с частотной коррекцией — в 2,5…4 раза{{sfn|Цыкин|1963|с=178|name=Z178}}. Эта граница для самых совершенных цокольных пентодов не превышает 200 МГц{{sfn|Цыкин|1963|с=210|name=Z210}}. Замена активной нагрузки на узкополосный [[резонансный контур]] позволяет довести верхнюю рабочую частоту пентодов-желудей (1Ж1Ж) и отдельных пальчиковых ламп (6К1П) до {{nobr|500 МГц}}<ref name=S304/>. Дальнейшее повышение рабочей частоты ''одиночного каскада'' невозможно из-за неприемлемо высоких шумов пентодов<ref name=S304>{{книга
 |автор         = Сифоров, В. И.
 |заглавие      = Радиоприёмные устройства
 |издание       = 
 |место         = М.
 |издательство  = Военное издательство Министерства Обороны СССР
 |год           = 1953
 |страниц       = 804
 |страницы      = 304—305
 |ref           = Сифоров
}}</ref>. Рабочую частоту ''широкополосного'' каскада можно повысить в несколько раз, распараллелив каскад усиления и нагрузив его аноды на линию бегущей волны. Такой [[каскад с бегущей волной]] (иначе, ''каскад распределённого усиления'') на <math>n</math> ламп имеет граничную частоту, в <math>n</math> раз превосходящую граничную частоту одиночного пентода{{sfn|Цыкин|1963|с=211—212}}. (в пределе достижимо значение до 1 ГГц). Число ламп в каскаде на практике ограничивается шестью-восемью{{sfn|Цыкин|1963|с=212|name=Z212}}. Ламповые каскады бегущей волны дороги, требуют тщательной настройки, и потому со временем были полностью вытеснены твердотельными усилителями СВЧ.

=== Вольт-амперные характеристики ===
<center>
{| class="wikitable"
|-
| [[Файл:Анодные ВАХ маломощного пентода.PNG|240px]] || [[Файл:Анодные ВАХ мощного пентода УНЧ.svg|240px]] || [[Файл:Kt88pent.gif|240px]]
|-
| Маломощный пентод (6Ж32П)|| Мощный пентод НЧ (6П14П) || Справочно: мощный лучевой тетрод ({{не переведено 3|KT88|KT88|en|КТ88}})
|}
</center>

Анодные [[вольт-амперная характеристика|вольт-амперные характеристики]] (ВАХ) маломощных пентодов близки к идеальным: резкий переход из режима возврата в режим перехвата происходит при относительно низких <math>U_a;</math> плоские «полки» ВАХ свидетельствуют о высоком выходном сопротивлении (6Ж32П — 2,5 МОм в номинальном режиме
{{sfn|Кацнельсон и Ларионов|1968|с=334}}). Это позволяет строить на пентодах почти совершенные [[дифференциальный каскад|дифференциальные каскады]]{{sfn|Jones|2011|p=455|name=M455}} и активные нагрузки (стабильные [[источник тока|источники тока]]){{sfn|Jones|2011|p=111|name=M111}}. В мощных пентодах выходное сопротивление относительно низкое, а переход в зону перехвата растянут. При малых анодных напряжениях и большом отрицательном смещении управляющей сетки наблюдается «тетродная» нелинейность полки ВАХ.

Качественный анализ ВАХ пентодов показывает, что:
* Выходное сопротивление пентода (в том числе мощного низкочастотного) на практике можно считать бесконечно большим{{sfn|Jones|2011|p=89|name=M89}}.
* Расчётный коэффициент усиления пентода по напряжению весьма велик (до 5000{{sfn|Hood|2006|p=50|name=H50}}) — настолько, что его точное значение теряет практический смысл и редко нормируется производителем. Усиление каскада на НЧ определяется не этим коэффициентом, а произведением крутизны лампы на сопротивление нагрузки<ref name=H50/>.
* Мгновенное значения напряжения на аноде пентода может опускаться до значений, намного меньших, чем в триодном каскаде. Поэтому при равном напряжении питания размах напряжения на выходе пентода может быть больше, чем у триода{{sfn|Jones|2011|p=90|name=M90}}. (но меньше чем у лучевого тетрода).
* Спектр гармоник пентодного каскада содержит бо́льшую, чем в спектре триодного каскада долю нечётных гармоник, и бо́льшую долю высших гармоник. В спектре гармоник триодного каскада доминирует вторая гармоника, а доля высших гармоник (шестой и выше) пренебрежительно мала{{sfn|Jones|2011|pp=90—91|name=M9091}}.

=== Нелинейные искажения ===
Ухо человека менее чувствительно к чётным гармоникам, но весьма чувствительно к призвукам нечётных гармоник, которые преобладают в искажённом спектре пентодного каскада<ref name=M90/>. Усилители мощности НЧ на пентодах могут достигнуть приемлемого уровня ''слышимых'' искажений только при весьма низком ''измеряемом'' <math>K_\text{НИ},</math> который достижим только при охвате усилителя глубокой [[Отрицательная обратная связь|отрицательной обратной связью]] (ООС)<ref name=M90/>. Усилители на триодах, напротив, обеспечивают приемлемое качество звучания без использования общей обратной связи. Лучевые тетроды занимают промежуточное положение: им также необходима ООС, но их спектр искажений ближе к триодному{{sfn|Hood|2006|pp=64—65, 98, 115|name=H68}}.

В современных ламповых УНЧ начального уровня широко используются пентоды послевоенной разработки {{не переведено 3|EL34|EL34|en|EL34}} и [[EL84]] (аналог — [[6П14П]]{{sfn|Кацнельсон и Ларионов|1968|с=422}}). Однако в качественных музыкальных УНЧ предпочтительны довоенные триоды прямого накала, в гитарных УНЧ — довоенные же лучевые тетроды. Последнее, вероятно, — следствие исторического разделения рынка на «европейские пентоды» и «американские лучевые тетроды»{{sfn|Hood|2006|p=51, 106|name=H5106}}. Мнение о лучшей линейности ламп довоенной разработки объясняется тем, что они были оптимизированы под низкие искажения — настолько низкие, насколько позволяла технология<ref name=M197/>. «Усиление было дорого» (Morgan Jones), поэтому лампы и усилители тех лет проектировались так, чтобы дать приемлемый уровень искажений минимальным числом ламп ''без использования обратной связи''{{sfn|Jones|2011|loc=p. 197, отмечает, что низкий уровень искажений был наиболее критичен не в усилителях звука, а в усилителях [[Частотное разделение каналов|частотно-уплотнённых]] телефонных линий. В этих усилителях неприемлемы были не сами искажения, а проникновение гармоник из одного частотного канала в другой.}}. Да и сама [[Теория автоматического управления|теория обратной связи]] только-только создавалась. Удешевление ламп в 1940-е годы изменило конструкторский подход: с использованием глубокой ООС линейность лампы отошла на второй план{{sfn|Jones|2011|p=197|name=M197}}{{sfn|Weber|1994|p=96|name=W96}}. Поэтому, например, классический послевоенный пальчиковый пентод EL84 (6П14П) проигрывает по искажениям довоенному лучевому тетроду {{не переведено 3|6V6|6V6|en|6V6}}<ref name=W96/> (аналог — 6П6С){{sfn|Кацнельсон и Ларионов|1968|с=12}}, хотя и превосходит его по другим параметрам, в частности, крутизне характеристики, выходной мощности. Лампы {{не переведено 3|локтальный цоколь|локтальной серии|en|Tube_socket#Loctal}} 1940-х годов, за исключением триода 7AF7{{sfn|Jones|2011|pp=205—206}}, весьма линейны — они имеют и «довоенную» конструкцию электродов, и все преимущества цельностеклянных ламп{{sfn|Jones|2011|p=328|name=M328}}.

Пентоды и лучевые тетроды, предназначенные для работы в ключевом режиме, в число которых входят лампы для [[История вычислительной техники#Первое поколение компьютеров с архитектурой фон Неймана|ЭВМ первого поколения]] (например, 6Ж22П), лампы для узлов [[Строчная развёртка|строчной развёртки]] телевизоров (6П36С), выходные лампы для радиопередатчиков ([[ГУ-50]]) имеют высокий уровень нелинейных искажений. При разработке этих ламп ставились иные приоритеты. В цифровой технике линейность не играла никакой роли, в производстве телевизоров линейность развёртки настраивалась на конвейере индивидуально для каждого аппарата, а в радиопередатчиках применяется выходной [[колебательный контур]], подавляющий излучение на гармониках. Несовершенство производства «строчных» ламп ранних серий порождало большой разброс коэффициента нелинейных искажений, поэтому ''отдельные'' лампы этих серий могут быть весьма линейными. С ростом культуры производства разброс параметров уменьшился — лампы позднейших «строчных» серий имеют стабильно высокие искажения{{sfn|Jones|2011|p=198|name=M198}}.

=== Требования к согласованию с нагрузкой ===
[[Файл:Оптимальная рабочая точка 6П14П.png|thumb|240px|right|Зависимость выходной мощности и коэффициента нелинейных искажений от сопротивления нагрузки (6П14П, U<sub>a</sub>=U<sub>c2</sub>=250 В, U<sub>c1</sub>=-6 B).]]

Из-за нелинейности характеристик и высокого выходного сопротивления мощные экранированные лампы чувствительны к выбору сопротивления нагрузки. Оптимальное сопротивление нагрузки, при котором коэффициент нелинейных искажений <math>K_\text{ни}</math> достигает минимума, должно лежать в диапазоне от 1/10 до 1/8 внутреннего сопротивления пентода{{sfn|Батушев|1969|с=158|name=B158}}. Как правило, тот же уровень соответствует максимальной выходной мощности. При неоптимальном выборе нагрузки максимальная выходная мощность резко падает, а искажения на этой мощности — растут. На малых выходных мощностях <math>K_\text{ни}</math> также весьма высок: для EL34 в оптимальном однотактном включении он достигает {{nobr|2 %}} уже при <math>P_\text{вых}</math> = {{nobr|1 Вт,}} и далее растёт почти линейно до {{nobr|10 %}} при <math>P_\text{вых. макс.}</math> = {{nobr|8 Вт}}<ref>{{cite web
 |url         = http://www.drtube.com/datasheets/el34-telefunken1955.pdf
 |title       = EL34. 25-W-Endpentode (справочный листок)
 |author      = 
 |date        = 1955
 |work        = 
 |publisher   = Telefunken
 |accessdate  = 2012-02-23
 |lang        = 
 |archiveurl  = https://www.webcitation.org/68hASJz3F?url=http://www.drtube.com/datasheets/el34-telefunken1955.pdf
 |archivedate = 2012-06-25
 |deadlink    = no
}}, с.2, рис. 5.</ref>. В однотактном триодном включении та же EL34 имеет ''K<sub>ни</sub>''=8 % при ''Р<sub>вых. макс</sub>''=6 Вт<ref>{{cite web
 |url         = http://www.drtube.com/datasheets/el34-telefunken1955.pdf
 |title       = EL34. 25-W-Endpentode (справочный листок)
 |author      = 
 |date        = 1955
 |work        = 
 |publisher   = Telefunken
 |accessdate  = 2012-02-23
 |lang        = 
 |archiveurl  = https://www.webcitation.org/68hASJz3F?url=http://www.drtube.com/datasheets/el34-telefunken1955.pdf
 |archivedate = 2012-06-25
 |deadlink    = no
}}, с.4, рис. 12.</ref>. В двухтактном включении происходит взаимное вычитание чётных гармоник двух плеч схемы, поэтому максимальный <math>K_\text{ни}</math> падает до {{nobr|5 %}}
<ref>{{cite web
 |url         = http://www.drtube.com/datasheets/el34-telefunken1955.pdf
 |title       = EL34. 25-W-Endpentode (справочный листок)
 |author      = 
 |date        = 1955
 |work        = 
 |publisher   = Telefunken
 |accessdate  = 2012-02-23
 |lang        = 
 |archiveurl  = https://www.webcitation.org/68hASJz3F?url=http://www.drtube.com/datasheets/el34-telefunken1955.pdf
 |archivedate = 2012-06-25
 |deadlink    = no
}}, с.3, рис.9, 10, 11.</ref>, — но при этом почти все эти {{nobr|5 %}} представляют собой неблагозвучные нечётные гармоники.

В усилителях мощности на экранированных лампах также возможны искажения на краях полосы пропускания, связанные с недостаточностью полосы пропускания выходного трансформатора. Высокое выходное сопротивление не позволяет пентоду или тетроду демпфировать неоднородности АФЧХ нагрузки, поэтому ''при равной расчётной полосе'' пропускания «пентодные» трансформаторы должны иметь бо́льшую [[индуктивность]] первичной обмотки, чем «триодные», и меньшую [[индуктивность рассеяния]]{{sfn|Hood|2006|p=67|name=H67}}. Как следствие, качественные трансформаторы для экранированных ламп тяжелее и дороже «триодных».

=== Шумы пентодов ===
[[Файл:Harumphy.Quad ii.jpg|thumb|240px|left|УНЧ Quad II (1958) — пример малошумящей конструкции на экранированных лампах. На переднем плане слева — балансный входной каскад на паре EF86<ref name=Q2/>.]]

Пентоды всех типов имеют более высокий уровень внутриламповых шумов, чем сопоставимые по мощности и крутизне характеристики триоды{{sfn|Батушев|1969|loc=с. 198: «основной способ уменьшения шумового сопротивления триода — это повышение его крутизны»}}. В дополнение к «триодным» шумам, всем экранированным лампам свойственны [[шум токораспределения|шумы токораспределения]] (англ. ''partition noise''), превосходящие дробовые шумы в 1.5…5 раз. Все «малошумящие» пентоды являются таковыми только в сравнении с обычными пентодами{{sfn|Батушев|1969|с=198—199}}{{sfn|Jones|2011|pp=93—94}}.

Внутри типа широкополосных пентодов можно выделить круг малошумящих ламп, предназначенных для входных каскадов усилительных схем (6Ж39Г, 6Ж43П). Им свойственны высокая крутизна (до 30 мА/В в номинальном режиме) и стабильное распределения токов между анодом и экранирующей сеткой{{sfn|Батушев|1969|с=199|name=B199}}.

Группа малошумящих низкочастотных пентодов ограничена распространённой лампой {{не переведено 3|EF86|EF86|en|EF86}} (аналог — 6Ж32П{{sfn|Кацнельсон и Ларионов|1968|loc=c. 333. Полный список советских ламп — аналогов зарубежных разработок см. там же, с. 10-12}}), менее известными E80F, EF804, EF806, 5879<ref>{{cite web
 |url         = http://oldtube.com/EF86-5879.htm
 |title       = EF86/6267 low-noise pentode family and 5879 comparison
 |author      = 
 |date        = 2008-03-11
 |work        = 
 |publisher   = oldtube.com
 |accessdate  = 2012-02-23
 |lang        = en
 |archiveurl  = https://www.webcitation.org/68hAT1ZMg?url=http://oldtube.com/EF86-5879.htm
 |archivedate = 2012-06-25
 |deadlink    = no
}}</ref> и редкими немецкими лампами «почтового» семейства C3<ref group=note>C3 (''цэ-три'') — последнее поколение малошумящих пентодов с низкими нелинейными искажениями, разработанное в 1960-х годах [[AEG]] (преемником Telefunken) по заказу [[Deutsche Post AG|Deutsche Post]]. Предназначены для работы в необслуживаемых усилителях дальних телефонных линий. Подробно см.:
{{cite web
 |url         = http://www.jacmusic.com/nos/C3g-C3m-info.html
 |title       = Information about C3g, C3m, C3o
 |author      = Jac van de Walle
 |date        = 2011-06-30
 |work        = 
 |publisher   = JAC Music
 |accessdate  = 2012-02-23
 |lang        = en
 |archiveurl  = https://www.webcitation.org/68hATeYDF?url=http://www.jacmusic.com/nos/C3g-C3m-info.html
 |archivedate = 2012-06-25
 |deadlink    = no
}}</ref>. На низких частотах шум пентода усугубляется шумами мерцания катодного тока и помехами гудения, наводимыми подогревателем в цепь катода. Поэтому для низкочастотных малошумящих ламп главным является качество изготовления катода и подогревателя{{sfn|Батушев|1969|с=200|name=B200}}, механическая жёсткость внутриламповой арматуры и общая культура сборки катодно-сеточного узла{{sfn|Батушев|1969|loc=с. 200: «Если подогреватель уложен внутри катода неравномерно, то неравномерна и электрическая проводимость в зазоре подогреватель-катод, а это непосредственно порождает шум гудения».}}. В усилителях малых сигналов минимум шумов достигается при определённом сочетании <math>U_{c1}</math> и <math>U_{c2},</math> при номинальном или повышенном напряжении накала<ref name=B199/>. В усилителях мощности НЧ важны не собственные шумы ламп, а тщательная проработка конструкции. Например, УНЧ Quad II (первый каскад — пентоды EF86, второй — лучевые тетроды {{не переведено 3|KT66|KT66|en|KT66}}) уступал по отношению сигнал/шум только {{не переведено 3|усилитель Вильямсона|усилителю Вильямсона|en|Williamson amplifier}} с первым каскадом на триоде{{sfn|Jones|2011|pp=478—479|name=Q2}}. Классический {{не переведено 3|Усилители Mullard|Mullard 5-10|en|Mullard 5-10}} с той же EF86, напротив, отличается высоким шумом{{sfn|Jones|2011|loc=p. 472: «The input stage is the EF86 pentode which is responsible for the high sensitivity but poor noise performance of these amplifiers»}}.

=== Требования к фильтрации питания ===
Сопротивление нагрузки <math>R_\text{Н}</math> усилительного каскада на пентоде, как правило,
во много раз меньше внутреннего сопротивления лампы <math>R_a</math> (<math>R_H \ll R_a</math>). <math>R_\text{H}</math> и <math>R_a</math> совместно образуют [[делитель напряжения]], через который помеха, приходящая по цепям питания замыкается на землю. В усилителях ВЧ эта помеха не имеет значения — её эффективно блокируют разделительные межкаскадные ёмкости. В усилителях НЧ сетевая помеха свободно проходит через межкаскадные ёмкости или трансформаторы. При ёмкостной связи каскадов на вход следующего каскада передаётся бо́льшая часть напряжения помехи, падающая на нижнее плечо делителя. При трансформаторной связи следующему каскаду передаётся меньшая часть напряжения помехи, падающая на верхнее плечо делителя (на первичную обмотку трансформатора). Поэтому применение трансформаторной связи в усилителях на пентодах ''смягчает'' требования к фильтрации помех по цепям питания. В усилительных каскадах на триодах, наоборот, <math>R_H \gg R_a,</math> поэтому применение трансформаторной связи ''ужесточает'' требования к фильтрации<ref>Broskie, John. ''[http://www.tubecad.com/april99/page2.html Lowering the Single Ended Amplifier’s Output Noise] {{Wayback|url=http://www.tubecad.com/april99/page2.html |date=20120109100013 }}''. Tube CAD Journal, vol. 1 no. 2 (April 1999), p. 2; vol. 1. no. 3 (May 1999), p. 3.</ref>.

Пентоды весьма чувствительны к помехам по экранирующей сетке<ref name=M479>Jones, c. 479.</ref>, поэтому обычно она питается от отдельного RC-фильтра (ещё лучше — от LC-фильтра) с большой постоянной времени. Можно поступить наоборот и подать на экранирующую сетку заданное напряжение сетевой помехи, компенсирующее влияние «обычных» помех<ref name=M394/>. Требуемые для этого сопротивления в цепи экраной сетки подбираются опытным путём. Точный расчёт схемы на практике невозможен, так как производители не нормируют и не документируют характеристики управления от экранирующей сетки. Однажды скомпенсированная таким способом помеха может снова возникнуть по мере старения ламп или при их замене{{sfn|Jones|2011|p=394|name=M394}}.

== Нестандартные включения пентодов ==
[[Файл:Ультралинейный режим.png|center|600px|thumb|Обычное (пентодное), ультралинейное и триодное включение пентода в двухтактном усилителе мощности.<br>Цепи питания показаны упрощённо, цепи смещения не показаны.]]

=== Триодное включение ===
При подключении экранирующей сетки к аноду пентод фактически превращается в двуханодный триод с практически постоянным распределением тока между экраном и анодом. Так как ток экранирующей сетки в триодном включении полностью переходит в нагрузку, крутизна такого «триода» несколько выше, чем крутизна пентода по справочным данным{{sfn|Батушев|1969|с=143|name=B143}}<ref group=note>И наоборот, крутизна пентода несколько ниже, чем крутизна ''настоящего'' триода, имеющего идентичный катодно-сеточный узел. Унификация катодно-сеточных узлов и анодов внутри одной серии (одного поколения) ламп разных типов была весьма распространена — ср. арматуру триода 6С3П и пентода 6Ж9П.</ref>.

Вебер утверждает, что обычный пентод в триодном включении должен сравниваться не с триодом, а с ''тетродом'', так как его антидинатронная сетка остаётся замкнутой на катод. По Weber, говорить о триодном включении можно только тогда, когда с анодом соединяется не только экранирующая, но и антидинатронная сетки{{sfn|Weber|1994|pp=227—228}}. Практически влиянием антидинатронной сетки в триодном включении можно пренебречь. Режим работы пентода в триодном включении полностью эквивалентен обычным триодам, с двумя особенностями:
* К обычным «триодным» ограничениям по напряжениям и токам добавляется ограничение на максимально допустимые <math>U_{c2}</math> и <math>I_{c2}.</math> Например, для пентода 6П33П (аналог EL36{{sfn|Кацнельсон и Ларионов|1968|с=447}}) допустимое анодное напряжение ниже {{nobr|250 В,}} но только до {{nobr|200 В}} на экранирующей сетке{{sfn|Кацнельсон и Ларионов|1968|с=449}}. Однако для большого количества ламп предельное напряжение не экранной сетке обусловлено не электрической прочностью, а иными причинами (чаще всего — подавлением динатронного эффекта, который в триодном включении не проявляется). На это, в частности, указывает Н. Трошкин в своей статье «Триод из подручных материалов»<ref>{{публикация|статья|автор=Никита Трошкин|заглавие=Триод из подручных материалов|издание=Class A|год=1997|месяц=10}}</ref>.
* В триодном включении не проявляется основной фактор низкочастотного шума пентода — шум токораспределения. Поэтому уровень шума пентода в триодном включении на 6…14 [[децибел|дБ]] ниже шума той же лампы в пентодном включении{{sfn|Jones|2011|p=94|name=M94}}.

=== Ультралинейное включение ===
В 1951 году [[Хафлер, Дэвид|Дэвид Хафлер]] и {{не переведено 3|Керос, Харберт|Харберт Керос|en|Herbert Keroes}} предложили подключать экранирующие сетки выходных ламп усилителя НЧ<ref group=note>Хафлер и Керос использовали лучевые тетроды 6L6.</ref> к отводам от первичной обмотки выходного трансформатора<ref name=HK>{{статья
 |автор       = Hafler, D. and Keroes, H.
 |заглавие = An Ultra-Linear Amplifier
 |ссылка     = http://www.aikenamps.com/UL.pdf
 |язык         = en
 |издание   = Audio Engineering
 |год           = 1951
 |номер       = 11
 |страницы = 15—17
 |archiveurl       = https://web.archive.org/web/20120127093343/http://www.aikenamps.com/UL.pdf
 |archivedate      = 2012-01-27
}}</ref>. Вольт-амперные характеристики пентода в таком включении представляют нечто среднее между триодом и пентодом. Хафлер и Керос утверждали, что возможно подобрать такую точку отвода, при котором усилитель ещё сохраняет высокий КПД, близкий к тетродному, но его выходное сопротивление уже падает до значений, близких к триодному<ref name=HK/>. Благодаря обратной связи по экранирующей сетке, ультралинейный каскад способен совмещать лучшие свойства как триода, так и экранированной лампы<ref name=Z3/>.

Ультралинейное включение наиболее выгодно в [[Усилитель звуковых частот#По типу обработки входного сигнала|в классе B]], и применялось в основном в усилителях класса B{{sfn|Цыкин|1963|p=273|name=Z273}}. В СССР ультралинейная схема использовалась как в двухтактных усилителях классов B и AB (например, в [[Радиола (бытовая электроника)|радиолах]] «Симфония» и [[магнитофон]]ах «[[Днепр (магнитофон)|Днепр-11]]», «Днепр-12»), так и в ''однотактных'' усилителях [[Усилитель звуковых частот#По типу обработки входного сигнала|класса А]] (радиолы «ВЭФ-Радио», «Рига-6», «[[Ригонда|Ригонды]]» однотактных серий и др.)<ref>
{{книга
 |автор         = Рехвиашвили, Ю. Г., Бачинский, А. А.
 |заглавие      = Радиоприёмники, радиолы, магнитофоны, радиограммофоны
 |место         = М.
 |издательство  = «Связь»
 |год           = 1967
 |страницы      = 37, 43, 138-142, 148, 275-276
 |страниц       = 330
 |тираж         = 70000
}}</ref>.

Для удачной реализации ультралинейного УНЧ необходимы качественные, широкополосные выходные трансформаторы с особо низкими индуктивностями рассеяния между ''всеми'' обмотками{{sfn|Цыкин|1963|p=272—273|name=Z3}}. Например, в схеме Хафлера — Кероса 1951 года использовался трансформатор с полосой пропускания {{nobr|10 Гц}} — {{nobr|100 кГц}} при неравномерности [[Амплитудно-частотная характеристика|АЧХ]] не более {{nobr|±1 дБ}}<ref name=HK/>.

Ультралинейный каскад также требователен к фильтрации ''постоянной составляющей'' напряжения на экранирующих сетках. В обычном ультралинейном каскаде на экранирующие сетки проходят все пульсации анодного напряжения (в том числе провалы напряжения при скачках выходной мощности). Кроме того, режим питания <math>U_{c2} = U_a</math> невыгодно ограничивает возможности повышения анодного напряжения<ref group=note>Максимально допустимое напряжение на экранирующей сетке, как правило, ниже, чем максимально допустимое напряжение анода.</ref>. Ван дер Вин предложил подключать экраны не к отводам от первичных (анодных) обмоток, а к изолированным обмоткам, подключённым к отдельному фильтру питания<ref>{{книга
 |автор         = Van der Veen, Menno.
 |заглавие      = Modern high-end valve amplifiers based on toroidal output transformers
 |место         = 
 |издательство  = Elektor International Media
 |год           = 1999
 |издание       = 
 |allpages      = 250
 |pages         =96—98, fig. 8.6
 |серия         = 
 |isbn          = 9780905705637
 |ссылка        = https://books.google.ru/books?id=n7fXk2bWadwC
 |ref           = Van der Veen
}}</ref>. Данная схема, наряду с классической, нашла широкое применение в отечественной любительской усилительной технике последних лет<ref>{{Cite web|lang=Русский|url=https://sobiratel-sxem.ru/para-slov/|title=Пара слов о 6-пэ-тройке|author=Савченко Андрей|website=Схемы на все случаи жизни|date=2016-04|publisher=Савченко Андрей|archiveurl=https://web.archive.org/web/20200727232006/https://sobiratel-sxem.ru/para-slov/|archivedate=2020-07-27|accessdate=2020-07-28|deadlink=no}}</ref>,<ref>{{Cite web|url=http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tan3.html|title=Ламповые УНЧ на трансформаторах ТАН|publisher=www.radiostation.ru|accessdate=2016-04-06|archive-date=2016-05-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20160525083859/http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tan3.html|deadlink=no}}</ref>,<ref>{{Cite web|url=http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tan2a.html|title=Ламповые УНЧ на трансформаторах ТАН|publisher=www.radiostation.ru|accessdate=2016-04-06|archive-date=2016-05-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20160525063823/http://radiostation.ru/home/usilitel-tan2a.html|deadlink=no}}</ref>,<ref>{{Cite web|url=http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tan2.html|title=Ламповые УНЧ на трансформаторах ТАН|publisher=www.radiostation.ru|accessdate=2016-04-06|archive-date=2016-03-03|archive-url=https://web.archive.org/web/20160303092818/http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tan2.html|deadlink=no}}</ref>,<ref>{{Cite web|url=http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tan4.html|title=Ламповые УНЧ на трансформаторах ТАН|publisher=www.radiostation.ru|accessdate=2016-04-06|archive-date=2016-03-30|archive-url=https://web.archive.org/web/20160330081557/http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tan4.html|deadlink=no}}</ref>.

== Комментарии ==
{{примечания|33em|group=note}}

== Примечания ==
{{примечания|28em}}

== Литература ==

=== на русском языке ===
* {{книга
 |автор         = Батушев, В. А.
 |заглавие      = Электронные приборы
 |место         = М.
 |издательство  = Высшая школа
 |год           = 1969
 |страниц       = 608
 |тираж         = 90.000
 |ref           = Батушев
}}
* {{книга
 |автор         = Гинкин, Г. Г. 
 |заглавие      = Справочник по радиотехнике
 |издание       = 4-е изд
 |место         = Л.
 |издательство  = Госэнергоиздат
 |год           = 1948
 |страниц       = 816
 |тираж         = 100.000
 |ref           = Гинкин
}}
* {{книга
 |автор         = Иориш, А. Е., Кацман, Я. А., Птицын, С. В. 
 |заглавие      = Основы технологии производства электровакуумных приборов
 |издание       = 
 |место         = М. - Л.
 |издательство  = Госэнергоиздат
 |год           = 1961
 |страниц       = 516
 |тираж         = 14.000
 |ref           = Иориш и др
}}
* {{книга
 |автор         = Кацнельсон, Б. В., Ларионов, А. С. 
 |заглавие      = Отечественные приёмно-усилительные лампы и их зарубежные аналоги
 |издание       = 
 |место         = М.
 |издательство  = Энергия
 |год           = 1968
 |страниц       = 544
 |тираж         = 60.000
 |ref           = Кацнельсон и Ларионов
}}
* {{книга
 |автор         = Рейх, Г. Дж. 
 |заглавие      = Теория и применение электронных приборов
 |издание       = 
 |место         = Л.
 |издательство  = Госэнергоиздат
 |год           = 1948
 |страниц       = 940
 |тираж         = 7.000
 |ref           = Рейх
}}
** перевод с {{книга
 |автор         = Reich, Herbert J.  
 |заглавие      = Theory and applications of electron tubes
 |издание       = 2-nd ed
 |место         = 
 |издательство  = McGraw-Hill Book Company, inc
 |год           = 1944
 |страниц       = 716
 |тираж         = 
 |ссылка        = https://books.google.ru/books?id=IikhAAAAMAAJ
}}
* {{книга
 |автор         = Цыкин, Г. С. 
 |заглавие      = Электронные усилители
 |издание       = 2-е изд
 |место         = М.
 |издательство  = Связьиздат
 |год           = 1963
 |страниц       = 512
 |тираж         = 21.000
 |ref           = Цыкин
}}

=== на английском языке ===
* {{книга
 |автор         = De Vries, Marc; Boersma, Kees
 |заглавие      = 80 years of research at the Philips Natuurkundig Laboratorium (1914-1994): the role of the Nat.Lab. at Philips
 |издательство  = Amsterdam University Press
 |год           = 2005
 |allpages      = 325
 |серия         = 
 |isbn          = 9789085550518
 |ссылка        = https://books.google.ru/books?id=VIZBPzuMqwwC
 |ref           = De Vries, Boersma
}}
* {{книга
 |автор         = Hood, J. L.
 |заглавие      = Valve and Transistor Audio Amplifiers
 |место         = Oxford
 |издательство  = Newnes / Elsevier
 |год           = 2006
 |allpages      = 250
 |серия         = 
 |isbn          = 9780080520414
 |ссылка        = https://books.google.ru/books?id=mcUiQCBXh_YC
 |ref           = Hood
}}
* {{книга
 |автор         = Jones, Morgan.
 |заглавие      = Valve Amplifiers
 |место         = Oxford
 |издательство  = Newnes / Elsevier
 |год           = 2011
 |издание       = 4th ed
 |allpages      = 700
 |серия         = 
 |isbn          = 9780080966410
 |ссылка        = https://books.google.ru/books?id=Z1bSQ8YE_K8C
 |ref           = Jones
}}
* {{книга
 |автор         = Sōgo Okamura.
 |заглавие      = History of electron tubes
 |место         = Tokyo
 |издательство  = Ohmsha Ltd. / IOS Press
 |год           = 1994
 |издание       = 
 |allpages      = 233
 |серия         = 
 |isbn          = 9789051991451
 |ссылка        = https://books.google.ru/books?id=VHFyngmO95YC
 |ref           = Okamura
}}
* {{книга
 |автор         = Weber, Gerald.
 |заглавие      = A Desktop Reference of Hip Vintage Guitar Amps
 |место         = Kempner, Texas
 |издательство  = Kendrick Books / Hal Leonard Corporation
 |год           = 1994
 |издание       = 
 |allpages      = 512
 |серия         = 
 |isbn          = 9780964106000
 |ссылка        = https://books.google.ru/books?id=fvUVBP3wW1gC
 |ref           = Weber
}}

{{Хорошая статья|Электроника}}
{{Электровакуумные приборы}}

[[Категория:Электронные лампы]]
[[Категория:Появились в 1926 году]]