五极管

在三极管的控制栅极与阳极间加上帘栅和抑制栅就构成了五极管。五极管的外型见图1（a)，符号见图1（b）。

五极管共有五个电极。它的结构示意图见图1（c）。五极管中阳极、阴极与控制栅极的作用同三极管，下面我们谈谈帘栅与抑制栅的作用。

1、帘栅的作用：在三极管中，阳极、控制栅极、阴极间分别存在着电容，我们称它为极间电容（见图2），其中控制栅极与阳极间的电容C\(_{ga}\)，它跨在输入回路与输出回路之间，又称跨路电容。三极管的跨路电容Cga一般为1～3微微法，它在低频时容抗很大，对电路的影响很小。可是在高频时，它的容抗下降，这时阳极输出回路中一部分电压通过C\(_{ga}\)反馈到输入回路。当此反馈电压与原输入信号电压相位相同时，会引起自激振荡，这时电子管放大器也就变成了自激振荡器。而在五极管中有了网状的帘栅极情况就不一样了。图3是五极管的放大电路，由于帘栅通过一个电容Cg2接地（零电位），帘栅对交流信号来说是通地的，这样帘栅就将控制栅极输入回路与阳极的输出回路屏蔽开来，减小了电容C\(_{ga}\)，减弱了输入回路与输出回路之间的影响，使管子可以在高频下工作。为了对阴极发射的电子进行加速，使它顺利地到达阳极，帘栅极应接一个固定的直流正电压。这个正电压一般通过一个降压电阻Rg2接到高压上获得（见图3）。

2、抑制栅的作用：五极管中的抑制栅是起抑制二次电子的作用。二次电子又是从哪儿来的呢？这是因为在栅极与阳极间加了带高压的帘栅后，阴极发射的电子以很高的速度向帘栅和阳极冲击，结果从阳极上撞击出一些电子，就称它为二次电子。这种二次电子在帘栅压比阳极电压高时，就会跑到帘栅极上，使帘栅流增加，阳极电流下降，影响电子管正常工作。在五极管中加了抑制栅，它与阴极相连，因此抑制栅的电位比阳极电位低得多，这样二次电子从阳极跑出来时，受到抑制栅的排斥，使它返回阳极，这样就能防止二次电子发射，使管子能正常工作。另外，它也减小了C\(_{ga}\)，使管子高频性能更好。

由五极管组成的放大电路见图3。为使五极管正常工作，各极要按规定加上电压。一般阳极加上几百伏正电压。抑制栅与阴极相连接，它与阴极同电位。帘栅极上所加的工作电压比阳极要低些，它是利用E\(_{a}\)降压后得到的。从图3所示，当帘栅流ig2中的直流分量I\(_{g2}\)0，由Ea的正极出发经过R\(_{g2}\)时，在上面产生一个压降（Ig20·R\(_{g2}\)），帘栅电压Eg2=E\(_{a}\)-Ig20·R\(_{g2}\)。Rg2的阻值越大，在上面的压降也大，这样帘栅压就降低。电阻R\(_{g2}\)就起到了把Ea降低到帘栅极所需的工作电压的作用。电路中C\(_{g2}\)的作用是旁路帘栅流中的交流分量的，使帘栅极得到一个稳定的电压，同时帘栅极通过Cg2接“地”，对交流来讲帘栅极与“地”是同电位，而对直流而言，帘栅极是处于正电位。

五极管控制栅极上所加的负偏压，一般它是由阳极电流和帘栅流中的直流分量在阴极电阻R\(_{k}\)上产生的压降供给的，也称阴极自生栅偏压。Ck是旁路电容，以保证R\(_{k}\)上只有直流压降。

五极管作放大时，它的工作原理同三极管，在这里不重复叙述。由于五极管的阳极与阴极间隔着控制栅、帘栅和抑制栅三个电极，因此阳极电压变化时对阳极电流的影响很微弱，使得五极管的内阻很大。它比三极管的内阻大得多，因此在五极管电路中的阳极负载电阻R\(_{a}\)也相应用得较大。这样，在有信号输入时，阳极电压变化的幅度就大，能输出较大的电压。所以五极管的放大能力比三极管要大得多。

五极管的参量亦为S、μ、R\(_{i}\)，它们同样满足方程式μ=Ri·S。五极管的跨导与三极管的差不多，R\(_{i}\)却比三极管大（为几十千欧到几千千欧），因此五极管的放大系数μ也比三极管的大。

必须指出，五极管也有缺点，例如五极管的阳极特性曲线上在阳极电压较低的那一段曲线显著弯曲，当工作范围扩展到这弯曲的部分，就会产生失真。另外五极管的μ值随栅压而变化比三极管的显著，因此在使用五极管时应慎重选择工作点，否则失真较大。

这两种五极管的控制栅极结构不同。锐截止五极管控制栅极的栅丝间隔很均匀（如图4（a）），这种管子在一定的栅压范围内跨导S与放大系数μ变化比较小，当栅压负到一定值时，屏流立即截止，如图5中曲线“2”所示。

遥截止电子管控制栅极的栅丝绕得不均匀，在两端绕得密，中间绕得稀（如图4（b））。这样栅极两端对阳极电流的控制能力较强，当栅负压较小时，管子的特性与锐截止管相似，当栅负压增大时，栅极两端较密的地方阻止电流通过，而栅极中间稀疏的部分仍能通过电子。随着栅负压的增大，能通过的电子越来越少，一直到栅负压很大时，阳极电流才截止。它的阳极电流截止点距离“0”点较远如图5中曲线“1”，称为遥截止电子管。这种电子管的放大系数μ能在很大范围内变化，所以又叫做“变μ管”或“变跨导管”。变μ管普遍地应用在有自动增益控制的接收机的高中频放大器中。

五极管因具有优良的工作性能而用途很广。按照使用频率范围，可分为高频五极管和低频五极管。前者因用于高频放大，要求C\(_{ga}\)很小，故管子结构特点为：帘栅极绕得较密，这种管子的Cga很小，约0.003～0.005微微法。放大系数μ可达数千以上。低频管因多用于低频功放，要求有较大的阳极电流以便加强其功率输出，故该管的特点是帘栅极绕得比较稀，结构较为简单。

五极管6K4是遥截止高频五极管，它的外型见图1（a），交流收音机中常用它作为中频放大。具体电路见图6所示，中频变压器B\(_{1}\)把变频管输出耦合至中放管6K4的栅极，这样微弱的中频信号电压加在6K4的控制栅极上并由6K4管进行放大。由于变压器B1的初级和次级都调节在中频上，因此中放级不仅提高了收音机的灵敏度，还提高了选择性。由于中放级还接有自动音量控制，因此6K4管的栅极负偏压有二部分组成。在无信号时，控制栅上有一个固定的自给负偏压，当接受到信号时，从自动音量控制电路上引来了一个负电压，这二个负电压正好串接在阴极与栅极之间加大了中放管的负偏压。由于6K4是变跨导管，当负偏压增高时，管子的放大系数降低，这样中放级增益降低，达到自动控制音量的目的。

上表列出了常用的几种五极管的参数（管脚连接图见图7）供读者参考。(陈仁伟)