La tétrode

Comme son nom l'indique, le tube tétrode contient quatre éléments :la cathode (avec le filament implicite, ou « réchauffeur »), la grille, la plaque et un nouvel élément appelé écran. De construction similaire à la grille, l'écran était un treillis métallique ou une bobine positionnée entre la grille et la plaque, connectée à une source de potentiel CC positif (par rapport à la cathode, comme d'habitude) égal à une fraction de la tension de la plaque. Lorsqu'il est connecté à la terre via un condensateur externe, l'écran a pour effet de protéger électrostatiquement la grille de la plaque. Sans écran, la liaison capacitive entre la plaque et la grille pourrait provoquer un retour de signal important à hautes fréquences, entraînant des oscillations indésirables.

L'écran, ayant une surface inférieure et un potentiel positif inférieur à celui de la plaque, n'attirait pas beaucoup d'électrons passant à travers la grille depuis la cathode, de sorte que la grande majorité des électrons dans le tube passaient toujours par l'écran pour être collectés par l'assiette :

Avec une tension d'écran continue constante, le flux d'électrons de la cathode à la plaque est devenu presque exclusivement dépendant de la tension de la grille, ce qui signifie que la tension de la plaque pouvait varier sur une large plage avec peu d'effet sur le courant de la plaque. Cela a permis d'obtenir des gains plus stables dans les circuits d'amplification et une meilleure linéarité pour une reproduction plus précise de la forme d'onde du signal d'entrée.

Malgré les avantages obtenus par l'ajout d'un écran, il y avait aussi quelques inconvénients. L'inconvénient le plus important était lié à ce qu'on appelle l'émission secondaire. Lorsque les électrons de la cathode frappent la plaque à grande vitesse, ils peuvent provoquer la libération d'électrons libres des atomes dans le métal de la plaque. Ces électrons éjectés de la plaque par l'impact des électrons cathodiques sont dits « émis secondairement ». Dans un tube triode, l'émission secondaire n'est pas un si gros problème, mais dans une tétrode avec une grille d'écran chargée positivement à proximité, ces électrons secondaires seront attirés vers l'écran plutôt que la plaque d'où ils proviennent, ce qui entraîne un perte de courant de plaque. Moins de courant de plaque signifie moins de gain pour l'amplificateur, ce qui n'est pas bon.

Deux stratégies différentes ont été développées pour résoudre ce problème du tube tétrode :les tubes de puissance à faisceau et les pentodes. Les deux solutions ont abouti à de nouvelles conceptions de tubes avec approximativement les mêmes caractéristiques électriques.