在目前的设计中,高频五极管已经很普遍的用作低频电压放大。在一般的放大情况下,电子管的屏极负荷电阻都采用数十万欧,屏流约为几毫安,电压增益在150倍左右。假使减小负荷电阻的阻值,可以使电子管放大较宽的频带,但增益就要相应降低。相反,增加负荷电阻的阻值后虽可获得较高的增益,但由于下一级电子管输入电容分流作用的影响,能放大的频带就要变窄。
如果并不要求放大器具有很宽的频带或者下一级采用输入电容极小的阴极输出法,那末就可以设法把负荷电阻的阻值提高到数兆欧。以常见的五极管6Ж8为例,用数兆欧的负荷电阻后,能获得高达2500倍的增益。显然,增益提高就可以减少放大器的级数,因而可使结构大为简化。
另一方面,在电子管屏路中接入这样高的负荷电阻后将使屏压降得极低,因此,屏流只有20—30微安。电子管的这种工作状态称为“微电流状态”。
五极管在微电流状态下的电子管参数和额定状态下有很大的差别。我们用6Ж8为例,并列出它们在这两种工作状态下的具体数值来作比较。
在微电流状态下:(1)互导率降低:6Ж8在额定状态下的互导率为1300微漠,在微电流状态下将降低到100微漠;(2)内阻Ri升高:额定状态(屏流为1—2毫安)时的内阻约为1.5兆欧,在微电流状态(屏流为20微安)时的内阻将升高到40兆欧;(3)放大系数μ升高。

图1是6Ж8从额定状态到微电流状态时内阻和放大系数变化的曲线。
我们知道,计算电子管增益K的公式是:
K=μ\(\frac{Ra}{Ra+Ri}\)式中Ra是负荷电阻的阻值。
综合上面几点看来,可以理解电子管在微电流状态下增益的提高,不仅是因为放大系数μ的升高,同时也因为用了很大的负荷电阻Ra的缘故。
在实际应用时,如果屏极电源电压是350—400伏,负荷电阻可选用15兆欧(这时的Ri=40兆欧,μ=4,000),放大级增益=1000,频率在2千周时的衰减量为3分贝。当屏极电源电压为100—135伏时,R\(_{a}\)可在3—5兆欧之间选择,频率从4—5千周以上开始衰减。显然,在某些低频放大器中,4—5千周以上的音频是可以允许有衰减的。

图2是具有二级低频放大的电路,其中电子管л\(_{1}\)是微电流放大级。л1和л\(_{2}\)之间采用直接偶合,不但省掉了阻流电容器,消除了放大器在低频部份的频率失真,而且可以使交流放大器转而供直流放大用。л1的帘栅极电压只需5—20伏,因此,可从л\(_{2}\)的自给栅偏电阻上取得,同时л2的自给栅偏电阻已经傍路,在л\(_{2}\)的帘栅极回路内不必另加去偶滤波电容器。图2的电路,另外有一个特点,就是工作相当稳定。
我们知道,一般的低频放大器如果电源电压稍有改变,就会影响到电子管参数的变化和屏流的漂浮不定。在图2的电路中,这种不良现象可以得到很大的抑制。譬如说,由于某些原因使л\(_{2}\)的屏流增加,那末,在R4和R\(_{5}\)上的降压和л1 的帘栅电压都会同时升高。由于л\(_{1}\)帘栅电压的升高就促使л1的屏流增加,因此,在R\(_{2}\)上的降压就比原来高,也就是说л1 的屏极和л\(_{2}\)控制栅极的电位比原来为负。л2控制栅极负电位的增大就限制了л\(_{2}\)屏流的增加。这种反复限制屏流的作用叫做“自动平衡”。
放大器中自动平衡的级数越多,工作也越稳定。例如,在放大器中用了两级自动平衡之后,即使电源电压变动25%,输出级电子管的屏流几乎仍没有改变。
必须指出,图2中л\(_{1}\)偏压的选择是否正确是极为重要的。如果要替换旁的电子管时,应另选R3R\(_{4}\)和R5的阻值来配准л\(_{1}\)的栅偏压和帘栅极电压。
在微电流放大级中,如果设置了负回授或回授量随频率而改善的正回授后,就能有效的改善放大器的频率特性。
应用负回授的结果能使放大器的频率特性变得相当平坦。同时,也减少了由直接偶合所引起相位移动的可能。在某些测量仪器的放大器中,为了使工作高度稳定,常将回授强度提高到60分贝或60分贝以上。
设置正回授的目的,是为了补偿微电流放大级对所放大的低频上限增益的不足,因此,在回授电路内应加置电容器,使回授量随频率而升高。只要电容器的容量选得合适,就有可能提高放大器对低频上限部分的增益,因此,放大器的工作频带就能适当展宽。
但总的说来,微电流放大级所能放大的频带毕竟还是较窄的,因此,决不适宜用在高逼真度的低频放大器中。但是,在测量仪器中采用微电流放大器后却极有好处。

图3是用来测量微小直流电压的毫伏计。其中第一级应用微电流放大,增益约为1,000倍,第二级是一般的放大,增益约200倍,这二级的总增益约在200,000倍左右。
在л\(_{1}\)和л3的阴极间所设负回授的强度在40—60分贝之间,由于高度负回授的作用,毫伏计的工作极为稳定:当电源电压变动20%时,表头指针的偏转仅占全刻度的1%。内部噪声及交流声的影响也因负回授的作用而无法觉察。
加在亳伏计输入端的被测电压,被断续器调制成为脉冲电流后由电子管进行放大。断续器的线圈可接在电子管的灯丝电源上。在放大器的输出端接入一个桥式整流器,将放大后的脉冲电压进行整流,这样,就使毫安表产生读数。本机在电子管加热和另件上所消耗的无用功率是极小的,所以,在工作时的温度极低,不需要有良好的通风。
这种高灵敏度的亳伏计在医学上可用来测量生物电流或科技上旁的用途。
类似的机器也能测量同样微小的交流电压。如果整个放大器全部采用五极管放大和全部是直接偶合,那么,它的总增益可以达到数百万倍。在这样高的增益下,为了提高工作稳定度和扩展频带宽度,应当使用回授量可以调节的负回授(50—60分贝左右)。
作者对6Ж8在微电流状态下的实验工作是在苏联陆海空军志愿支援协会所属的中央无线俱乐部中进行的。并获得满意的结果。 (卜文洙,庄玉芬根据苏联“无线电”杂志1955年10月号编译。原作者Ю.巴赫莫夫)