Ламповые усилители, в принципе, очень похожи на транзисторные, но их схема обычно содержит меньше элементов. Три основных электрода электронной лампы показаны на ее условном графическом обозначении, на рис. Б-25 -это сетка, анод и катод. Они примерно соответствуют базе, эмиттеру и коллектору биполярного транзистора. Катод излучает электроны, анод их собирает, а сетка управляет количеством электронов, проходящих через лампу. Такая простейшая электронная лампа называется триодом.

Для того, чтобы лампа работала, нужен еще один элемент — нить накала, или нагреватель. Нить накала нагревает катод до высокой температуры, нагретый катод излучает электроны. Это явление называется термоэлектронной эмиссией. Электроны как бы "кипят" на поверхности катода, стремясь преодолеть вакуумный промежуток и попасть на положительно заряженный анод, но на их пути

находится сетка. Напряжение, приложенное к сетке, влияет на количество электронов, достигающих анода. Данный электрод представляет собой проволочную спираль, создающую электрическое поле, которое регулирует поток электронов, идущих к аноду. Если к сетке подводится звуковой сигнал, то именно он будет управлять током, проходящим по лампе.

В некоторых электронных лампах катод нагревается непосредственно, а не отдельной нитью накала. Так называемые электронные лампы прямого накала иногда используются в триодных усилителях.

Помимо усиления звукового сигнала, триоды используются и как выходные буферные каскады, построенные по схеме, которая называется катодным повторителем. Он имеет коэффициент усиления напряжения чуть меньше 1 (это означает, что усиления вообще нет), однако обладает другими важными свойствами: высоким входным и низким выходным сопротивлением. В ламповых цифровых процессорах и предусилителях катодные повторители обычно служат в качестве выходного каскада, находящегося непосредственно перед выходными разъемами.

Электронные лампы другого типа, пентоды, часто используются в выходных каскадах усилителей. Пентод — это тот же триод, но еще с двумя дополнительными электродами — экранирующей и защитной сетками. Оба этих дополнительных электрода находятся между управляющей сеткой и анодом. Когда к ним подводится напряжение, они оказывают воздействие на электрическое поле в лампе, что позволяет получить значительно большее усиление сигнала, чем при помощи триода. Если коэффициент усиления триода находится в пределах от 10 до 50, то пентод дает коэффициент усиления до 500. Во многих ламповых схемах, работающих с сигналом низкого уровня (входные, промежуточные и выходные каскады предварительного усилителя, входной и промежуточный каскады усилителя мощности), используются триоды, что позволяет достичь лучшего качества звучания. Пентоды же обычно используются в выходных каскадах, где нужно получить большое усиление сигнала. В некоторых ламповых усилителях мощности триоды используются и в выходных каскадах. Хотя их выходная мощность относительно мала, качество звучания — экстремально высокое.

Ламповым усилителям при одинаковой выходной мощности нужен более мощный блок питания, чем транзисторным. В транзисторном усилителе на коллектор подается напряжение 15-100 В, а анодное напряжение лампы достигает 800 В. Кроме того, для питания цепи накала в ламповых усилителях необходимо напряжение от 6 В до 12 В (в главе 6 ламповые усилители мощности обсуждаются более подробно). Наконец, эффективность ламповых усилителей ниже, — это означает, что более заметную часть потребляемой от источника электропитания мощности они расходуют не на усиление сигнала, а теряют в виде тепла.