用多极管的帘栅极作为三极管接法中的单独屏极应用

记得在2019年，版主曾经在论坛上提及过多极管的三极管接法的一种非常规应用，也就是利用三极管的帘栅极作为三极管的单独屏极应用的一种方法。当年版主还曾经实际制作了利用五极管的帘栅极作为三极管极法的单独屏极作为输出的数台放大器！
我的这些测试帖，仅是利用电子管的参数扫描仪测试出一些五极管或者四极管在利用其帘栅极作为三极管接法的单独屏极应用时候的屏栅曲线提供给大家进行参考或利用，至于电子管放大器的基本设计和测试，直接利用常规的方法即可，这儿不再单独叙述。
谨以此文献给当年这个话题的提起者

多极管接成三极管接法，是现今我们于电子管放大电路设计中最常用到的一种方法之一，我们知道，多极管接成三极管接法大致有以下几类：
一：五极管的帘栅极、抑制栅与五极管的屏极相并联（如果抑制栅在管内没有接往阴极的话），作为三极管的屏极使用，这样得到一只中放大系数的三极管。
二、五极管的帘栅极与其屏极相并联使用，而其抑制栅与管内接往阴极（不少五极管已在管内将抑制栅接往了阴极）或管外接到阴极，这种接法得到的特性曲线与第一种方法几乎完全相近，可以认为与第一种方法是一致的。
三、将五极管的抑制栅与其屏极相连作为三极管的屏极使用，但是将它的帘栅极与控制栅相连作为新生三极管的控制栅应用，这样会得到一只高放大系数的三极管，不过，这种接法下的三极管会是一种栅压会正的右特性管（栅压为正才能让屏流跨过绕制较密的作为控制栅使用的帘栅极），对于音响中的应用来讲几无实用价值。
四、将五极管的屏极接地或者悬空不用，利用五极管的帘栅极作为三极管接法中的屏极，利用五极管中的原阴极、栅极、帘栅极作为新生三极管的阴、栅、屏极。这种接法同样会得到一种中u的三极管，当然，在这种新生的三极管中，由于利用了功耗比屏耗小很多的帘栅极，所以新生三极管的屏耗不得超过这只管子内的帘栅极最大耗散功率。
其实，不仅仅五极管可以接成三极管使用，四极管也可以接成三极管使用，例如将帘栅接往屏极，例如屏极悬空将帘栅极作为三极管的屏极使用，例如甚至将变频混频管中第二或第三栅作为单独屏极的三极管接法，这些都是可行的，前提是这些特殊电极作为屏极时其最大输出电流受到本身电极的最大电流限制，其功率耗散绝对不能超过电极本身的极限值。
下面提供的这些多极管接成三极管接法的曲线，如果有条件的，我都提供了它传统的三极管接法（帘栅极与屏极并联）的特性曲线、以及用帘栅极作为单独屏极（此时多极管自身原有的屏极悬空处理）时的三极管接法曲线，用意很简单，就是提供出来作对比之用。
在这些图片中，管脚的接法在其对应的图片上已经用字符表示出来，例如G2+P=P，代表的是帘栅极与屏极的并联作为三极管的屏极使用；G2=P，则代表是帘栅极作为单独屏极时候的三极管接法曲线（此时多极管的原生屏极作悬浮处理，当然在实际应用中也可以接地），这些请大家留意，我不再作单独说明。
1、6J4

2、6L6G

3、6S6

4、EF800

5、ECL200

ECL200是一只三极五极复合管，这个测试中，由于疏忽，它内部的五极管接成三极管的传统接法测试图已丢失不见，所以在这儿仅留下它内部五极管利用帘栅极作为单独屏极应用时的三极管接法曲线图（此时五极管的原生屏极悬空不用）。

6、EL34

6、EL803S

7、EL86

通过上面一些测试的结果，如果有细心的朋友们可以仔细核对T(G2+P)、T(G2=P)两种不同三极管接法的特性曲线作为对比，你会发现，用帘栅极作为单独的屏极，事实上得到的三极管接法曲线与帘栅极同屏极并联得到的三极管接法曲线是一致的，区别仅仅在于，后者所能得到的屏流更大一些，两种不同的三极管接法时，它们得到的u值相同，跨导和内阻可能略有区别（因为大功率管在低屏流状态下的跨导和内阻会产生一些区别），但是，如果我们将传统三极管接法取在小屏流处，它们会得到将帘栅极作为单独屏极应用时相同的结果。

在一些厂家提供的多极功率管特性资料中，注意到一个性能参数的朋友可能并不多，那就是厂家提供的Ug1g2参数，这反映的就是当一个多极管接成三极管接法时，由电子管本身的阴极、控制栅、帘栅极所组成的虚拟三极管的放大系数值，其实这个值也是当多极管接成传统接法三极管时的放大系数值，请留意。这个值反映了一个什么问题？很简单，在多极管接成三极管接法时，屏极电压的高低对于电子管阴极电场的影响很小，抛除掉帘栅极作用时，屏极电压的高低在多极管中对于屏流的影响可以忽略，因为绕制较密的帘栅极对于屏极电场起到了一个很好的屏蔽作用，对于三极管接法中特性的改善和特性曲线的变化，起着最重要作用的反而是帘栅极，包括其放大系数、跨导、内阻的三个基本量。

在斋藤彰英的《负反馈放大器》一书中，他曾有提到过关于束射管的三极管接法的章节，他认为束射管在屏极与帘栅极并联接在一起接成三极管接法以后，其性能改善的根源在于这种接法属于帘栅极反馈的一种特例，但是，我们从束射管或五极管的帘栅极单独作为屏极输出的三极管接法静特性以及从多极管内部结构来看，在抛除掉多极管的屏极以后，它们的阴极、控制栅、帘栅极本身在结构上就是一只虚拟的中u三极管，它的这个三极管特性的获得并不是由屏极反馈到帘栅极而获得的，而是在接成三极管接法时，帘栅极的加入就已经决定了多极功率管（或电压放大管）三极管接法时能获得真正三极管的性能，或者说就已经等效为一只真正的三极管了，而屏极的加入同帘栅极的并联应用只是帘栅极三极管接法下的大电流情况下的延伸，且与反馈无关。当然，变身为三极管以后，正如同斋藤彰英在书中所讲的那样，效率远不如标准接法了，输出功率也大为降低，这个也是三极管与五极管、束射管相比其先天的特性决定的。

需要注意的是，无论是电压放大或者是功率放大管五极管、束射管，它们在接成三极管以后，其极间的跨路电容是远大于这只管子标准接法下的跨路电容的，跨路电容在电路中形成的密勒电容是影响电路高频的最主要因素之一，所以多极管在接成三极管接法状态下，如果想要精确的计算电路的高频特性，我们必须要对这只管子在接成三极管接法下的各极间分布电容进行测试，例如Cga、Cgk、Cak，这个测试仅需利用手中现成的数字电桥或电容表（要能精确测试pF级容量的）即可进行。

在本文中谈及到的多极管传统三极管接法（G2+P），和利用单独的帘栅极作为屏极的三极管接法(G2=P)，两者在三极管接法下的极间分布电容是高度近似的，这是因为屏极与控制栅、阴极的距离远不如帘栅极与另两者的距离近，同时帘栅极的加入对于屏极而言就相当于一个屏蔽了，屏极与控制栅、阴极间分布电容的数值几乎可以忽略，其反映的总值可以认为就是帘栅极与控制栅、阴极间的分布电容，所以无论是多极管传统的三极管接法还是帘栅极作为单独的三极管屏极的接法，我们对于它们的分布参数只用测得一次，另一种接法直接套用即可。

当然，在实际制作中，对于许多朋友来讲，可能并无太多的设备来测试多极管在帘栅极作为单独屏极输出的三极管接法曲线，此时变通的方法是你可以从厂家提供的资料中寻找其传统接法下的三极管接法曲线，您可以直接利用厂家提供的传统接法三极管接法曲线来作为其帘栅极作为单独屏极输出时的三极管接法曲线的参考，利用其三极管接法曲线图中的小屏流值部分进行设计，通常这也是其帘栅极作为屏极单独输出时的等效三极管的特性曲线，虽然有时不一定完全正确，但是作为参考绝对够用，正如同我在上面提供的那些多极管在两种不同三极管接法下的测量曲线那样，其数值大部分是精确对应的。
文章来自公众号： 音响和音乐