4. Tetrode
Tetrode ialah tabung yang memiliki 4 buah
elektroda yaitu katoda, control grid, plate dan screen grid sebagai elektroda
tambahan yang tidak dimiliki oleh trioda. Struktur dan simbol dari tetroda
dapat dilihat pada Figure 19.
Tujuan dibuatnya tetroda ialah untuk mengatasi
kelemahan pada trioda dalam hal interelectrode capacitance, terutama pada
Cgp yaitu kapasitansi antara grid dan plate yang mengakibatkan terjadinya
negatif feedback pada frekuensi tinggi dan berakibat trioda tidak dapat
bekerja dengan baik pada frekuensi tinggi. Cara yang digunakan para tetroda
untuk mengurangi Cgp ialah dengan menyisipkan electroda tambahan diantara
control grid dan plate. Electroda ini dinamakan screen grid atau sering
juga disebut grid No. 2. Pada Figure 20 dapat dilihat bahwa penambahan
screen grid mengakibatkan Cgp yang pada trioda adalah kapasitansi langsung
antara grid dan plate kini menjadi dua buah kapasitansi seri antara control
grid dengan screen grid (C1) dan screen grid dengan plate (C2), dimana
nilai total antara C1 dan C2 secara seri adalah lebih kecil daripada nilai
Cgp. Pengecilan nilai terjadi karena jika dua buah kapasitor diseri maka
nilai totalnya akan menjadi lebih kecil.
Screen grid pada tetroda selain beperan
dalam mengurangi interelectroda capacitance juga berperan dalam melindungi
control grid terhadap pengaruh medan listrik plate sehingga pada tetroda
perubahan tegangan plate tidak terlalu mempengaruhi arus plate, hal ini
dapat dilihat pada grafik karakteristik plate yang tidak terlalu menanjak.
Ketika tetroda beroperasi elektron dari
katoda mengalir melewati celah yang ada pada anyaman control grid menuju
plate akan tetapi karena karena screen grid juga memiliki tegangan yang
cukup positif (lebih kecil dari tegangan plate) maka akan ada pula sebagian
elektron dari katoda yang tertarik oleh screen grid, tetapi arus screen
grid ini tidak terlampau besar dan tidak berpengaruh dalam mengurangi arus
plate secara keseluruhan.
* Karakteristik Tetroda
Rangkaian uji untuk mendapatkan karakteristik
plate pada tetroda dapat dillihat pada Figure 21 berikut ini.
Pada Figure 21 terlihat ada tiga buah sumber
tegangan yang berbeda yaitu tegangan control grid (Ec), tegangan screen
grid (Esg), dan tegangan plate (Eb) beserta meter untuk mengukur ketiga
tegangan tersebut dan juga arus plate. Percobaan ini dilakukan pada tegangan
screen grid yang tetap, sedangkan tegangan control grid diubah ubah nilainya.
Pada setiap tegangan control grid yang tertentu tegangan plate dinaikkan
secara bertahap dari 0 V sampai pada suatu nilai tertentu yang diperbolehkan
bagi tetroda yang bersangkutan. Dari hasil percobaan ini akan didapat plate
karakteristik seperti terlihat pada Figure 22 berikut.
Karakteristik tersebut dapat dijelaskan berdasarkan
potongan kurva sebagai berikut ini :
Kurva a-b
Pada bagian ini terlihat bahwa terjadi kenaikkan
arus plate bersamaan dengan kenaikkan tegangan plate
Kurva b-c
Pada bagian ini terjadi penurunan arus walaupun
tegangan plate dinaikkan. Terjadinya hal ini dikarenakan adanya emisi sekunder
pada pada plate. Ketika elektron dari katoda beremisi melewati control
grid menuju plate, maka setelah sampai di plate elektron tersebut akan
menumbuk elektron yang ada pada permukaan plate sehingga elektron pada
permukaan plate terpental keluar. Oleh karena adanya screen grid yang pada
saat ini memiliki tegangan yang lebih tinggi dari plate maka elektron hasil
emisi sekunder lebih cenderung ditarik oleh screen grid yang memiliki tegangan
yang lebih tinggi dari plate. Akibat mengalirnya elektron dari katoda ke
screen grid maka arus plate juga menurun.
Proses emisi sekunder sesungguhnya juga
terjadi pada trioda ketika elektron dari katoda menjangkau plate, namun
karena trioda tidak memiliki screen grid maka elektron tersebut akan ditarik
lagi oleh plate.
Kurva c-d
Pada bagian ini tegangan plate sudah melampaui
tegangan screen grid sehingga elektron yang dihasilkan pada proses emisi
sekunder di plate cenderung tertarik ke plate yang tegangannya sudah lebih
tinggi daripada tegangan screen grid, akibatnya arus plate naik bersamaan
dengan naiknya tegangan plate.
Kurva d-e
Pada bagian ini kurva sudah mendatar hal
ini disebabkan karena kenaikkan tegangan plate sudah tidak lagi berpengaruh
pada arus plate (untuk tegangan control grid yang sama). Arus plate yang
stabil disebabkan karena screen grid saat ini berperan sebagai electrostatic
shield atau pelindung electrostatis bagi control grid terhadap medan listrik
dari plate.
* Konstanta Tetroda
- Mu
Tetroda memiliki Mu yang besar daripada
Trioda yaitu bisa melebihi 100. Hal
ini disebabkan karena tegangan
plate tidak berpengaruh banyak terhadap
perubahan arus plate.
- rp
Tetroda memiliki plate resistance
yang tinggi ini juga merupakan efek dari
Electrostatic shield yang diberikan
oleh screen grid. Pada kenyataanya plate
resistance dari tetroda bisa mencapai
100 kohm.
- gm
Dari persamaan 14 kita dapat melihat
hubungan mu= gm x rp sehingga gm =
mu/rp karena mu dan rp pada tetroda
juga tinggi maka gm dari tetroda kurang
lebih adalah sama dengan gm pada
trioda secara umum.
* Kelemahan tetroda
Ketika tetroda menangani tegangan bolak
balik maka tegangan pada plate akan berubah ubah naik dan turun seiring
dengan naik turunya tegangan AC yang ditangani oleh tetroda tsb. Ada suatu
keadaan dimana tegangan plate akan turun sampai menjangkau bagian b-c pada
karakteristik plate. Ketika menjangkau bagian ini tentu saja sinyal keluaran
dari teteroda akan cacat. Efek ini dinamakan "Dynatron Efect".