Rohrparameter

Bei Bipolartransistoren ist das grundlegende Maß für die Verstärkung das Beta-Verhältnis (β), definiert als das Verhältnis von Kollektorstrom zu Basisstrom (I_C /I_B ). Andere Transistoreigenschaften wie der Sperrschichtwiderstand, die in einigen Verstärkerschaltungen die Leistung bis zu β beeinflussen können, werden zum Nutzen der Schaltungsanalyse quantifiziert. Elektronenröhren sind nicht anders, ihre Leistungsmerkmale wurden vor langer Zeit von Elektroingenieuren erforscht und quantifiziert.

Bevor wir sinnvoll über diese Eigenschaften sprechen können, müssen wir mehrere mathematische Variablen definieren, die zum Ausdrücken üblicher Spannungs-, Strom- und Widerstandsmessungen sowie einiger der komplexeren Größen verwendet werden:

Die beiden grundlegendsten Maße für die Eigenschaften einer Verstärkerröhre sind ihr Verstärkungsfaktor (µ) und ihre Steilheit (g_m .). ), auch bekannt als Transkonduktanz . Die Transkonduktanz wird hier genauso definiert wie bei Feldeffekttransistoren, einer anderen Kategorie von spannungsgesteuerten Geräten. Hier sind die beiden Gleichungen, die jede dieser Leistungsmerkmale definieren:

Ein weiteres wichtiges, wenn auch abstrakteres Maß für die Röhrenleistung ist der Plattenwiderstand . Dies ist die Messung der Plattenspannungsänderung über der Plattenstromänderung für einen konstanten Wert der Gitterspannung. Mit anderen Worten, dies ist ein Ausdruck dafür, wie sehr die Röhre für eine gegebene Gitterspannung wie ein Widerstand wirkt, analog zum Betrieb eines JFET im ohmschen Modus:

Der aufmerksame Leser wird feststellen, dass der Plattenwiderstand bestimmt werden kann, indem der Verstärkungsfaktor durch die Steilheit geteilt wird:

Diese drei Leistungsmaße von Röhren unterliegen Veränderungen von Röhre zu Röhre (genauso wie die β-Verhältnisse zwischen zwei „identischen“ Bipolartransistoren nie genau gleich sind) und zwischen verschiedenen Betriebsbedingungen. Diese Variabilität ist teilweise auf die unvermeidlichen Nichtlinearitäten von Elektronenröhren und teilweise auf ihre Definition zurückzuführen. Selbst unter der Annahme, dass ein perfekt lineares Rohr existiert, wird es unmöglich sein, dass alle drei dieser Maße über die zulässigen Betriebsbereiche konstant sind. Betrachten Sie eine Röhre, die perfekt regelt den Strom bei jeder gegebenen Netzspannung (wie ein Bipolartransistor mit einem absolut konstanten β):der Plattenwiderstand dieser Röhre muss variieren mit der Plattenspannung, da sich der Plattenstrom nicht ändert, obwohl die Plattenspannung dies tut.

Trotzdem wurden (und werden) Röhren bei gegebenen Betriebsbedingungen mit diesen Werten bewertet und ihre Kennlinien können wie bei Transistoren veröffentlicht werden.