대중적인 파워관은 대체로 출력이 높은게 먼저 나오고, 낮은게 나오고, 중간 출력이 더 나중에 나오고 이렇더라구요.
1930년대에 6L6가 먼저 나왔습니다. 이어서 6V6가 나왔습니다. 각각 1936년 1939년 이렇게 위키피디아에 써 있네요.
그리고 5881은 50년대에 등장했더라구요. EL34와 EL84가 순서도 그렇구요.
파워관과 파워부를 이해하려면 프리관을 먼저 보는게 좋습니다. 프리부를 알면 파워부는 별로 어려울게 없구요.
12ax7 과 프리부 설명은 여기 있습니다
https://slowbean.net/thread/2ax7-계열-진공관의-구조와-동작/
RCA의 레퍼런스를 잘 따라서 만든 하몬드 올갠, 펜더 앰프의 프리부의 12ax7은 250v의 플레이트 전압으로 동작합니다.
파워부는 증폭률이 더 크니까 플레이트 전압도 더 높습니다.
아래 그림은 6v6 스펙입니다. 플레이트 전압이 350v라고 되어 있는데, 이건 50년대 이후의 문서라 그렇구요. 40년대 문서를 보면 400v로 되어 있습니다. 1956년에서 1962년 사이에 만들어진 오리지날 챔프의 B+를 재보면 대부분이 360v ~ 380v 입니다. 당시 PT 오차가 제법 있어서 340v도 있고 420v도 있습니다. 당연히 아무 문제 없이 동작합니다. 당시의 진공관은 이런 오차를 염두에 두고 아주 튼튼하게 만들어졌습니다. 진공관 뿐만 아니라 볼트, 너트의 가공 정밀도 역시 지금보다 월등히 좋았구요.
다시 본론으로 돌아가서,
6v6를 예로 들고 있지만 6L6, 5881 모두 같은 beam power tube 입니다.
얘들도 기본 구조는 같습니다. 그리드, 정확하게는 control grid로 입력이 들어가구요.
캐쏘드와 플레이트의 전위차만큼 증폭됩니다.
그런데 얘들은 직류로 동작합니다. 신호는 교류지만 신호를 증폭하는건 직류를 이용합니다.
히터가 캐쏘드를 달구면 전자와 양자가 방출됩니다. 이 때 방출되는 전자의 양이 압도적으로 많습니다. 그래서 캐쏘드를 음극(-)으로 봅니다.
캐쏘드에서 플레이트로 다량의 전자가 이동할 때, 프리관 플레이트 250v 1.2mA 에서는 문제가 없었지만
6v6 플레이트 360v는 대기시에 30mA, 동작시에 4mA로 움직이는 전하량 자체가 달라집니다. 그래서 진공관도 더 크구요.
캐쏘드에서 플레이트로 달려가는 전자의 양이 많아지면 튕겨나오는 애들도 있고, 그게 입력단인 그리드까지도 영향을 줍니다.
그래서 중간에 screen grid라는 애를 달아서 이 현상을 막는거구요.
screen grid가 등장하면서 구성요소가 4개가 되었습니다. 숫자 4를 뜻하는 tetra를 붙여서 tetrode 라고 합니다.
그런데 이것만으로 뜻대로 동작을 하지 않습니다. 그래서 EL34, EL84 같은 pentode는 suppressor 그리드를 가지고 있고,
6L6, 6v6, 5881 등은 같은 역할을 하는 beam forming plate를 가지고 있습니다.
이런 이유로 6L6는 beam tetrode (beam + 4 = 5) 라고 부릅니다.
EL34 1번핀이 surppressor grid 구요.
6L6는 beam이 캐쏘드와 연결됩니다.
거의 같아서 미국관들 도면을 보면 beam을 플레이트 형태로 그리기도 하고, 그냥 영국식으로 supressor grid로 그리기도 합니다.
G1, G2, G3 명칭도 같이 씁니다.
아래 그림도 https://robrobinette.com/How_Amps_Work.htm 에서 가져왔습니다.
아래는 6v6 스펙이구요
위의 그림에서 OT의 1차측 파란선이 3번 핀으로 갔습니다. OT의 1차측 코일 빨간선으로 공급된 B+가 코일을 지나면서 직류의 교류성분이 걸러지고 (그래서 OT 1차측은 전원부의 제일 앞에 있는 필터입니다.) 평활된 직류가 3번 플레이트에 공급됩니다
10K voltage drop 레지스터와 필터캡을 지난 전원이 4번 screen grid (G2)로 공급됩니다.
이제 다시 회로도를 보면 이해가 쉽습니다.
정류관에서 나온 360v가 OT 1차를 지나서 플레이트로
첫번째 필터캡을 거쳐서 더 정제된 직류가 10K voltage drop 저항을 지나서 325V가 되고 screen grid로 연결되어 있습니다.
beam forming plate는 앞서 설명한대로 캐쏘드와 연결되기 때문에 표시가 없구요.
그래서 6L6 계열은 1번핀을 안쓰구요. EL34 계열은 1번핀이 suppressor grid 입니다.
커플링 콘덴서는 교류만 통과시키기 때문에, 파워는 PT – OT 1차 – 필터캡 이렇게 거치면서 프리부 쪽으로 전달되구요
신호는 교류니까 각 스테이지와 커플링 콘덴서를 지나서 입력단 – 프리관 A 섹션, B 섹션, 파워관 이렇게 가구요
여기서 마칩니다.
50년대 중반부터 12ax7이 6SC7보다 대중적이 된 것 같습니다.
이 두관은 하나의 진공관에 두개의 Triode (삼극관)이 들어있습니다. 12ax7 경우는 히터 직렬 연결시 12.6v, 병렬 연결시에 6.3v를 씁니다. 명칭에 들어있는 12의 의미가 12v 히터를 쓸 수 있다는 뜻입니다.
정류관은 캐쏘드와 플레이트 2개의 구성요소입니다.
12ax7으로 대표되는 프리관은 그리드(grid), 플레이트(plate, anode), 그리고 캐쏘드(cathode) 3개의 구성입니다. 그래서 3을 뜻하는 tri로 시작합니다. 구성요소가 4개면 tetrode (tetra = 4), pentode (penta = 5) 이렇게 늘어납니다.
EL34, EL84 는 필립스가 만든 규격이고 5개의 구성요소를 가지고 있습니다. 그래서 pentode 입니다.
6L6, 6V6, 5881 등은 pentode과 거의 같구요. 약간 다른면이 있어서 beam tetrode (beam + tetrode = 5개) 라고 부릅니다. 흔히 beam power tube라고 부르구요.
다시 본론으로 돌아가서 12ax7은 앰프의 기본요소인 3가지
grid (=control grid, 그냥 그리드라고 하면 control grid를 지칭합니다.)
plate
cathode
이렇구요.
cathode는 그라운드 쪽으로 연결됩니다.
plate에는 고전압이 걸리구요
grid가 입력단입니다.
이 기본 구조는 pentode, beam power tube 등으로 구조가 복잡해져도 같습니다. 기본 세가지는 언제나 있어야 합니다.
저항과 캐쏘드바이패스캡이 그라운드 쪽으로 연결되어 있으면 진공관의 캐쏘드입니다.
플레이트는 고전압이 걸리구요. B+가 연결되어 있으면 그게 플레이트입니다.
그리드는 입력단입니다.
아래 그림이 12ax7과 같은 계열 12ay7 등의 구조입니다. 5751도 같은 계열이라 동일합니다.
3번, 8번의 캐쏘드를 가열하는 히터는 9번 공통이고 각각 4,5번으로 연결되구요. 핀은 4,5번이 분리되어 있지만 대부분 앰프는 히터를 개별적으로 동작시킬 이유가 없어서 4,5번 핀을 묶어서 납땜합니다.
1,2,3번이 한개의 앰프
6,7,8번이 또 한개의 앰프입니다.
이걸 각각 Unit A,B 혹은 Unit 1,2 등으로 묶어서 부르구요.
아래 그림은 https://robrobinette.com 에서 받은거구요. 거기 좋은 자료와 설명이 많습니다.
위에서 보면 입력잭이 그리드로 연결됩니다.
unit A의 플레이트(출력)이 커플링을 거쳐서 unit B의 그리드로 다시 들어갑니다.
전자가 캐쏘드에서 플레이트로 이동하기 때문에 플레이트를 출력이라고 하는데
캐쏘드, 플레이트, 이 둘 사이의 고전압을 포함해서 출력단이라고 보는게 자연스럽습니다.
아래 그림도 역시 https://robrobinette.com/How_Amps_Work.htm 에서 받았습니다.
입력잭이 2번으로 들어가니까 그게 그리드,
3번핀은 캐쏘드 저항과 바이패스캡을 거쳐서 그라운드로 연결되구요.
1번 플레이트에서 그 다음 스테이지로 가는데 커플링, 볼륨팟을 거쳐서 7번 그리드로 들어갑니다.
8번핀은 캐쏘드 레지스터를 거쳐서 그라운드로
6번핀은 커플링을 지나서 파워관 그리드로 들어갑니다.
이거면 프리관과 프리부 설명은 충분할겁니다.