Combinatiebuizen

Vergelijkbaar met het idee van de geïntegreerde schakeling, probeerden buisontwerpers verschillende buisfuncties te integreren in enkele buisenveloppen om de benodigde ruimte in modernere elektronische apparatuur van het buistype te verminderen. Een veel voorkomende combinatie die binnen een enkele glazen schaal wordt gezien, was ofwel twee diodes of twee triodes. Het idee om paren diodes in een enkele envelop te plaatsen, is heel logisch in het licht van de ontwerpen van de gelijkrichter met volledige golf van de voeding, waarvoor altijd meerdere diodes nodig zijn.

Het zou natuurlijk onmogelijk zijn geweest om duizenden buiselementen in een enkele buisomhulling te combineren zoals duizenden transistors op een enkel stuk silicium kunnen worden geëtst, maar ingenieurs deden nog steeds hun best om de grenzen van buisminiaturisatie te verleggen en consolidatie. Sommige van deze buizen, zogenaamd compactrons , hield vier of meer complete buiselementen in een enkele envelop.

Soms konden de functies van twee verschillende buizen worden geïntegreerd in een enkele gecombineerde buis op een manier die eenvoudigweg eleganter werkte dan twee buizen ooit zouden kunnen. Een voorbeeld hiervan was de pentagrid converter , meer in het algemeen een heptode genoemd, gebruikt in sommige superheterodyne radio-ontwerpen. Deze buizen bevatten zeven elementen:5 roosters, een kathode en een plaat. Twee van de roosters waren normaal gesproken gereserveerd voor signaalinvoer, de andere drie waren gedegradeerd tot afscherming en onderdrukking (prestatieverhogende) functies. Door de superheterodyne-functies van oscillator en signaalmixer samen in één buis te combineren, was de signaalkoppeling tussen deze twee fasen intrinsiek. In plaats van afzonderlijke oscillator- en mixercircuits te hebben, waarbij de oscillator een wisselspanning creëert en de mixer die spanning "mengt" met een ander signaal, creëerde de oscillatorsectie van de pentagrid-converter een elektronenstroom die in intensiteit oscilleerde die vervolgens direct door een ander raster ging voor "mengen". ” met een ander signaal.

Dezezelfde buis werd soms op een andere manier gebruikt:door een gelijkspanning aan te leggen op een van de stuurroosters, kon de versterking van de buis worden gewijzigd voor een signaal dat op het andere stuurrooster werd gedrukt. Dit stond bekend als variabele-mu werking omdat de "mu" (µ) van de buis (zijn versterkingsfactor, gemeten als een verhouding van plaat-tot-kathode spanningsverandering over rooster-naar-kathode spanningsverandering met een constante plaatstroom) naar believen kan worden gewijzigd door een DC-stuurspanningssignaal.

Ondernemende elektronica-ingenieurs ontdekten ook manieren om dergelijke multivariabele mogelijkheden van "mindere" buizen zoals tetrodes en pentodes te benutten. Een van die manieren was de zogenaamde ultra-lineaire audio-eindversterker, uitgevonden door een paar ingenieurs genaamd David Hafler en Herb Keroes, met behulp van een tetrode-buis in combinatie met een "getapte" uitgangstransformator om substantiële verbeteringen in de lineariteit van de versterker te bieden (afname van vervormingsniveaus). Overweeg een "single-ended" triode buizenversterker met een uitgangstransformator die de voeding naar de luidspreker koppelt:

Als we in dit circuit een tetrode voor een triode vervangen, zullen we verbeteringen in de circuitversterking zien als gevolg van de elektrostatische afscherming die door het scherm wordt geboden, waardoor ongewenste feedback tussen de plaat en het controlerooster wordt voorkomen:

Het scherm van de tetrode kan echter worden gebruikt voor andere functies dan alleen het afschermen van het rooster van de plaat. Het kan ook worden gebruikt als een ander bedieningselement, zoals het raster zelf. Als er een "aftakking" wordt gemaakt op de primaire wikkeling van de transformator, en deze aftakking wordt aangesloten op het scherm, krijgt het scherm een ​​spanning die varieert met het signaal dat wordt versterkt (feedback). Meer specifiek is het feedbacksignaal evenredig met de veranderingssnelheid van de magnetische flux in de transformatorkern (dΦ/dt), waardoor de versterker beter in staat is om de golfvorm van het ingangssignaal te reproduceren bij de luidsprekeraansluitingen en niet alleen in de primaire wikkeling van de transformator:

Deze signaalterugkoppeling resulteert in significante verbeteringen in de lineariteit van de versterker (en dus vervorming), zolang voorzorgsmaatregelen worden genomen tegen het "overweldigen" van het scherm met een te grote positieve spanning ten opzichte van de kathode. Als concept demonstreert het ultralineaire (scherm-feedback) ontwerp de flexibiliteit van de werking die wordt verleend door meerdere rasterelementen in een enkele buis:een mogelijkheid die zelden wordt geëvenaard door halfgeleidercomponenten.

Sommige buisontwerpen combineerden meerdere buisfuncties op een meest economische manier:dubbele platen met een enkele kathode, waarbij de stromen voor elk van de platen worden geregeld door afzonderlijke sets regelroosters. Veelvoorkomende voorbeelden van deze buizen waren triode-heptode en triode-hexode buizen (een hexodebuis is een buis met vier roosters, één kathode en één plaat).

Andere buisontwerpen omvatten eenvoudigweg afzonderlijke buisstructuren in een enkele glazen omhulling voor meer economie. Dubbele diode (gelijkrichter) buizen waren heel gewoon, net als dubbele triode buizen, vooral wanneer de vermogensdissipatie van elke buis relatief laag was.

De 12AX7- en 12AU7-modellen zijn veelvoorkomende voorbeelden van buizen met dubbele triode, beide met een laag vermogen. De 12AX7 is vooral gebruikelijk als voorversterkerbuis in elektrische gitaarversterkercircuits.