Действительно, в тетродах анодный ток почти исключительно зависит от напряжения основной сетки, называемой управляющей сеткой, и напряжения экранирующей сетки; анодное же напряжение очень слабо воздействует на анодный ток вследствие наличия экранирующей сетки. В этих условиях коэффициент усиления в соответствии с определением должен быть очень высоким

Крутизна тетродов имеет такой же порядок величины, как и крутизна триодов, и чтобы основное равенство μ = R₁·S было справедливо при большом значении μ необходимо, чтобы и R₁ также имело большую величину. Внутреннее сопротивление тетродов достигает часто величины порядка 1 Мом.

Для создания напряжения на экранирующей сетке применяют схему делителя напряжения, включая два последовательно соединенных резистора (R₂ и R₃ на рис. 72) между полюсами источника высокого напряжения. В зависимости от сопротивлений этих резисторов через них протекает больший или меньший ток, создающий на каждом из них падение напряжения, пропорциональное сопротивлениям резисторов (сумма этих двух падений напряжения, разумеется, равна напряжению источника). Таким образом, общая для обоих резисторов точка имеет промежуточное напряжение, которому путем соответствующего подбора сопротивлении резисторов можно придать любое значение. К этой общей точке и подключается экранирующая сетка.

В связи с тем, что сетка захватывает некоторое количество проходящих через нее электронов, существует небольшой ток экранирующей сетки. Чтобы его изменения не нарушали постоянства напряжения на экранирующей сетке, между нею и катодом включается конденсатор, который отводит переменную составляющую тока прямо на катод.

В лампах, у которых ток экранирующей сетки имеет постоянную величину, можно создать требуемое напряжение с помощью гасящего сопротивления (резистор R₂ на рис. 148), соединяющего экранирующую сетку с положительным полюсом высокого напряжения. Но и в этом случае необходим конденсатор, предназначенный для отведения на катод переменной составляющей тока.

Рис. 148. Потенциал экранирующей сетки определяется падением напряжения на сопротивлении R₂. Переменная составляющая замыкается на катод через конденсатор С₂.

Когда в конце быстрого пролета электроны достигают анода, в результате удара из атомов анода выбиваются электроны, выбрасываемые в пространство. Поток электронов, излучаемых анодом под воздействием электронной бомбардировки, носит название вторичной эмиссии. Скорость вторичных электронов относительно невелика и после короткого полета они обычно возвращаются на анод вследствие притяжения положительным потенциалом. По крайней мере так происходит в триоде.

В тетроде вторичная эмиссия может серьезно нарушить работу лампы. Когда потенциал анода падает ниже потенциала экранирующей сетки, электроны не возвращаются на анод, а притягиваются экранирующей сеткой. При этом возникает ток от анода к экранирующей сетке. Этот ток имеет направление, противоположное нормальному направлению анодного тока, и поэтому вычитается из него. Миллиамперметр, включенный в анодную цепь, покажет ток, равный разности нормального анодного и вторичного токов.

В каких условиях подобное явление может иметь место? Иными словами, каким образом анодное напряжение может оказаться меньшим напряжения на экранирующей сетке? Напомним, что напряжение на экранирующей сетке имеет постоянную величину. Напряжение же на аноде все время изменяется, потому что из напряжения источника анодного тока вычитается падение напряжения на сопротивлении нагрузки, находящемся в анодной цепи. Если переменное напряжение на сетке превысит некоторое значение, то амплитуда переменной составляющей анодного тока может стать такой, что мгновенное значение напряжения на аноде окажется ниже напряжения на экранирующей сетке. Именно в этот момент вторичная эмиссия с анода устремляется на экранирующую сетку.

Способ устранения этого недостатка прост: между экранирующей сеткой и анодом помещают сетку, имеющую потенциал катода. Эта защитная сетка не оказывает никакого влияния на первичные электроны, быстро летящие от катода к аноду. Но значительно более медленные вторичные электроны тормозятся ею и «благоразумно» возвращаются на анод.

Полученная таким образом трехсеточная лампа, с пятью электродами, или пентод, свободна от недостатков, вызываемых вторичной эмиссией. Кроме этой особенности, пентод имеет те же свойства и достоинства, что и тетрод.

В настоящее время пентод является наиболее широко используемой лампой в усилителях как высокой, так и низкой частоты. В обоих случаях он позволяет получить большое усиление. Кроме того, емкость сетка — анод пентода крайне незначительна, что является особенно важным преимуществом при работе в каскадах высокой частоты, так как это уменьшает опасность самовозбуждения.

Экранирование позволяет устранить или уменьшить паразитные связи, вывиваемые магнитной индукцией или емкостью. Тем не менее остаются другие связи, которые могут возникать из-за сопротивлений, являющихся общими для нескольких цепей.

Когда через одно и то же сопротивление (хотя бы источник высокого напряжения) протекают переменные токи нескольких ламп, каждый ток создает на нем переменное падение напряжения, которое будет влиять на напряжения всех электродов ламп. В зависимости от знака таких связей они также могут вызвать либо самовозбуждение, либо значительное уменьшение усиления.

Опасным является падение напряжения на общем сопротивлении, обусловленное переменной составляющей токов ламп; постоянные же составляющие из-за их неизменности не могут вызвать появления нежелательного взаимодействия. Поэтому для устранения связей этого рода объявляют борьбу переменным составляющим анодных токов, применяя соответствующие цепи развязки, т.е. короткие индивидуальные пути низкого сопротивления.

Так как основная функция переменной составляющей анодного тока заключается в создании переменного напряжения в цепи связи, на выходе из этой цепи ее функции заканчиваются. Наиболее просто заставить ее вернуться в исходную точку, т.е. на катод, создав ей путь с помощью конденсатора достаточной емкости. Чтобы помешать ей пойти тем же путем, что и постоянная составляющая, на этом пути устанавливается активное или индуктивное сопротивление, препятствующее ее прохождению.

Таким образом, мы вновь сталкиваемся с обычным способом разделения двух составляющих анодного тока (см. рис. 142): конденсатор пропускает переменную составляющую и задерживает постоянный ток, а сопротивление или coответствующим образом подобранная индуктивность, пропуская постоянный ток, является препятствием для переменной составляющей.

Для развязки в ветвях постоянного тока применяют активные сопротивления, причем одновременно используют падение напряжения на сопротивлении развязки для установления на каждой лампе оптимального значения анодного напряжения.

Емкость конденсатора развязки должна быть тем большей, чем ниже частота подлежащих развязке токов и чем меньше сопротивление развязки. По высокой частоте используют конденсаторы порядка 0,1 мкф; этого вполне достаточно, потому что на частоте 1 000 кгц (соответствующей длине волны 300 м) емкостное сопротивление составляет лишь 1,5 ом. По низкой частоте используют конденсаторы развязки порядка 20 мкф, эта большая емкость совершенно не является излишней роскошью, так как ее сопротивление на частоте 50 гц составляет 150 ом.