Tube-parameters

Voor bipolaire junctietransistoren is de fundamentele maatstaf voor versterking de Beta-verhouding (β), gedefinieerd als de verhouding van collectorstroom tot basisstroom (I_C /I_B ). Andere transistorkenmerken zoals junctieweerstand, die in sommige versterkercircuits de prestaties tot β kunnen beïnvloeden, worden gekwantificeerd ten behoeve van circuitanalyse. Elektronenbuizen zijn niet anders, hun prestatiekenmerken zijn lang geleden onderzocht en gekwantificeerd door elektrotechnici.

Voordat we zinvol over deze kenmerken kunnen spreken, moeten we verschillende wiskundige variabelen definiëren die worden gebruikt voor het uitdrukken van algemene spannings-, stroom- en weerstandsmetingen, evenals enkele van de meer complexe grootheden:

De twee meest elementaire metingen van de kenmerken van een versterkerbuis zijn de versterkingsfactor (µ) en de wederzijdse geleiding (g_m ), ook bekend als transconductantie . Transconductantie wordt hier precies hetzelfde gedefinieerd als voor veldeffecttransistoren, een andere categorie spanningsgestuurde apparaten. Hier zijn de twee vergelijkingen die elk van deze prestatiekenmerken definiëren:

Een andere belangrijke, hoewel meer abstracte, maatstaf voor buisprestaties is de plaatweerstand . Dit is de meting van de verandering van de plaatspanning ten opzichte van de verandering van de plaatstroom voor een constante waarde van de netspanning. Met andere woorden, dit is een uitdrukking van hoeveel de buis als een weerstand werkt voor een bepaalde hoeveelheid netspanning, analoog aan de werking van een JFET in zijn ohmse modus:

De scherpzinnige lezer zal opmerken dat de plaatweerstand kan worden bepaald door de versterkingsfactor te delen door de transconductantie:

Deze drie prestatiemaatstaven van buizen zijn onderhevig aan verandering van buis tot buis (net zoals β-verhoudingen tussen twee "identieke" bipolaire transistors nooit precies hetzelfde zijn) en tussen verschillende bedrijfsomstandigheden. Deze variabiliteit is deels te wijten aan de onvermijdelijke niet-lineariteiten van elektronenbuizen en deels aan de manier waarop ze zijn gedefinieerd. Zelfs indien het bestaan ​​van een perfect lineaire buis zou bestaan, zal het onmogelijk zijn dat alle drie deze maatregelen constant zijn over de toelaatbare werkingsgebieden. Overweeg een tube die perfect regelt de stroom bij een bepaalde hoeveelheid netspanning (zoals een bipolaire transistor met een absoluut constante β):de plaatweerstand van die buis moet variëren met de plaatspanning omdat de plaatstroom niet verandert, hoewel de plaatspanning dat wel doet.

Desalniettemin werden (en worden) buizen beoordeeld met deze waarden onder bepaalde bedrijfsomstandigheden, en kunnen hun karakteristieke curven worden gepubliceerd, net als transistors.