Invertor s ECC84
Elektronka ECC84 je dvojitá trioda s oddělenými katodami, určená pro vysokofrekvenční zesilovače v kaskodovém zapojení. Její americké označení je 6CW7, ruské pak 6Н14П (6N14P). Ve starších televizorech se používala elektronka PCC84 (7AN7), varianta ECC84 pro sériové žhavení proudem 300mA. Elektronka byla uvedena na trh v polovině 50.let.
Montáž systému elektronky ECC84 je značně obtížná, protože její mřížka je ještě klasicky vinutá (samonosná), a předepsaná vzdálenost mezi ní a katodou je pouze 72,5μm (to přibližně odpovídá tloušťce lidského vlasu).
Jak je vidět na obrázku, jsou v kaskodovém zesilovači za sebou spojeny dvě triody. První pracuje v zapojení se společnou katodou a její anoda je přímo spojena s katodou druhé triody, která je zapojena se společnou mřížkou. Zátěž, kterou může tvořit odpor nebo rezonanční obvod, je v anodě druhé triody. Obvyklý RC člen v katodě první a odporový dělič v mřížce druhé triody zajišťují vhodné předpětí.
Obr.1 : Zapojení kaskodového zesilovače
Triody jsou zapojeny v sérii, takže se mezi ně rozdělí napětí zdroje. Pokud chceme použít běžné napájecí napětí kolem 250V (v televizorech to bývá ještě méně), musí být elektronky schopny pracovat s relativně nízkým anodovým napětím kolem 100V. Protože je katoda druhé triody na vysokém potenciálu, musí mít elektronka dobrou izolaci mezi katodou a žhavicím vláknem.
Z náhradního schematu kaskody lze odvodit, že ji můžeme nahradit elektronkou, která má tyto parametry (výrazy s indexem "K" patří kaskodě, bez indexu triodě):
SK= S RiK=μ.Ri μK= μ2
Dosadíme-li do uvedených vzorců hodnoty pro ECC84 (S=6mA/V, μ=24, Ri=4kΩ) dostaneme SK= 6mA/V, RiK≈100kΩ, μK≈ 580. Zesílení kaskody je stejné jako u pentody, A=S.RA. Výhodou je menší šum, který prakticky odpovídá šumu triody a omezení Millerova jevu. Protože mřížka druhé triody neodebírá za normálních pracovních podmínek žádný proud, je její blokování snažší než u pentody. Kromě toho může být v některých zapojeních výhodné, že anodový a katodový proud jsou -na rozdíl od pentody- shodné.
Podle výše uvedených výrazů má kaskoda velký vnitřní odpor a vysoký zesilovací činitel, její charakteristiky by tedy měly být podobné pentodě. Že je tomu skutečně tak, je vidět na Obr. 2. Charakteristika vlevo patří jednomu systému triody, druhé dvě pak kaskodě; charakteristiku uprostřed dostaneme při napájení mřížky druhé triody z odporového děliče (jako na Obr. 1), charakteristiku vpravo pak při napájení mřížky ze zdroje 90V.
Obr. 2: Charakteristiky elektronky ECC84 (podrobnosti v textu)
Zapojení kaskody podle Obr.1 není jediné, existuje mnoho jejích variant. Kaskoda je stále velmi oblíbená, používají se v ní i tranzistory nebo kombinace tranzistor-elektronka.
Zvláštností ECC84 je, že její systémy nejsou identické. Ten, který je určen pro zapojení se společnou katodou, ji má vyvedenou na dva kolíky; tím se zmenší indukčnost katodového přívodu. Protože pak nezbývá na patici volný kolík, je stínění spojeno s řídící mřížkou druhého systému. Mřížka druhé triody je v kaskodovém zesilovači pro střídavé napětí na nulovém potenciálu, takže tam je toto spojení přípustné, jinde ale může způsobit problémy. V katodově vázaném invertoru je jedna z triod buzena do katody a její mřížka je –stejně jako u kaskody- pro střídavé napětí uzemněna, proto jsme se rozhodli vyzkoušet jednoduchý invertor s ECC84 podle následujícího zapojení.
Obr. 3: Katodově vázaný invertor s elektronkou ECC84
Pro stejné anodové odpory vyšla výpočtem symetrie cca 90%, tedy nevalná. Podstatně se zlepší zvýšením hodnoty druhého anodového odporu (R6) o cca 20%. Zapojení bylo vyzkoušeno při napájecím napětí 270÷330V, celkový odběr proudu je 4÷5mA . Zesílení invertoru (A=14÷16) závisí na konkrétní elektronce, výstupní napětí (efektivní hodnota měřená mezi anodami) je více než 45V.
Použité součástky:
R1 ... 470k
R2 ... 1k1
R3 ... 18k
R4 ... 470k
R5 ... 47k
R6 ... 56k
C1 ... 1,5μF/160V
Odpory R3, R5 a R6 musí mít zatižitelnost nejméně 0,6W. Z mezních hodnot elektronky je v zapojení překročena hodnota svodového odporu druhého systému.