スペースチャージグリッド管(空間電荷格子管)の12K5を入手したので、直流での特性を測定してみました。
入手したのはRCAブランドのものです。私がふだんラジオの実験に使用しているのは、どれも500〜800円程度で買える安い真空管ばかりですが、今回の12K5はちょっと高くて1500円でした。でも、スペースチャージグリッド管というものを一度使ってみたかったので、あえて購入しました。
外観は7ピンのmT管で、全長は6AQ5や6AR5などの出力管と同じです。
| RCA | GE | SYLVANIA | ||
|---|---|---|---|---|
| Ep V | 12.6 | 12.6 | 12.6 | 12.6 |
| Eg1 V | 12.6 | 12.6 | 12.6 | 12.6 |
| Eg2 V | -0.5 | -2.0 | − | -2.0 |
| Rg2 Ω | − | − | 2.2M | − |
| Ip mA | 40 | 8 | 40 | 8 |
| Ig1 mA | 75 | 75 | 75 | 85 |
| Rp Ω | 480 | 800 | 480 | 800 |
| Gm μmho | 15000 | − | 15000 | − |
| μ | 7.2 | − | − | − |
| Po W | − | 0.04 | − | 0.035 |
第１図がスペースチャージグリッド管の基本的な使用法です。スペースチャージグリッド管には、カソード、プレートのほかに2つのグリッドがあります。回路図に書くと4極管と区別がつきませんが、カソードに近いほうのグリッド(G1)がスペースチャージグリッドで、プレートと同じプラスの電圧をかけて使います。プレートに近いほうのグリッド(G2)が信号を入力するコントロールグリッドです。
スペースチャージグリッドにプラスの電圧を掛けることでカソードから出た電子が通りやすくなって、低いB電圧でもプレート電流をたくさん流すことができるとのことです。
左の表は各社の真空管規格表に載っている12K5の動作例です。ただし、RCAの規格表には「12K5の特性は12DL8の4極管部と同じ」とあったので、12DL8のデータを載せました。
なお、ヒーターの定格は12.6V、0.4Aです。
| Rg1 | Ip | Ig1 | Eg1 |
|---|---|---|---|
| なし | 34mA | 70mA | 12.6V |
| 100Ω | 22mA | 42mA | 10.4V |
| 220Ω | 16mA | 28mA | 9.1V |
| 470Ω | 10mA | 18mA | 7.9V |
| 1kΩ | 6.1mA | 10mA | 6.5V |
はじめに上の第２図の回路でゼロバイアスでの特性を調べました。プレートとスペースチャージグリッド(G1)に12.6Vを加え、どれくらい電流が流れるか測定しました。また、G1に直列に抵抗を入れると電流がどう変化するか調べました。
測定結果は上右の表の通りです。直列抵抗がないときの電流は規格表に載っている値より若干少なくなりました。G1に直列に抵抗を入れると、Ip, Ig1ともに減少します。
なお、コントロールグリッド(G2)には0.3V前後のマイナス電圧が発生するようですが、テスタでは正確な値が把握できません。
| Rk | Ek | Ip | Ig1 |
|---|---|---|---|
| 4.7Ω | 0.47V | 29mA | 67mA |
| 10Ω | 0.90V | 23mA | 66mA |
| 15Ω | 1.25V | 18mA | 65mA |
| 22Ω | 1.67V | 12mA | 63mA |
| 33Ω | 2.21V | 6.2mA | 61mA |
第３図はカソードに抵抗を入れてバイアスをかける実験です。普通の3極管と同じく、カソード抵抗を大きくするほどバイアスが深くなってプレート電流が減少します。バイアス電圧の分だけG1にかかる電圧が低くなるので、Ig1も少し減ります。
12K5は、普通の真空管を12Vで動作させたときと比べるとはるかに大きなプレート電流を流せるので、12V電源でもある程度大きな出力が期待できそうです。また、出力トランスにはトランジスタ用のものが使えるかもしれません。
その反面、スペースチャージグリッドにプレート電流の数倍の電流を流す必要があり、その上ヒーター電流も0.4Aと大きいので、ちょっと不経済な気もします。
最後に、諸先輩方のウェブサイトから、スペースチャージグリッド管を使用した製作例を挙げておきます。
(2005年10月24日)