Válvulas : O Coração do Amplificador!

“O caminho não está nos céus. O caminho está no coração.”
– Gautama Buddha

Finalmente chegamos àquele que é o objeto principal de nosso estudo, o coração do amplificador valvulado: a válvula termiônica. A seguir falaremos de suas principais estruturas: o catodo emissor de elétrons, a grade de controle principal, demais grades de controle auxiliares, estruturas de formação de feixe e supressão de elétrons e, por fim, a maior estrutura interna de uma válvula : a placa, ou anodo.

Discutiremos rapidamente, também, os tipos de envólucros, bases e mecânica interna e de fixação das válvulas mais encontradas em amplificadores valvulados para guitarra. Não se trata, de maneira alguma, de uma seção de datasheets mas, sim, de breves informações sobre cada válvula, como escolhê-las e em que situações o autor encontrou utilidade para elas. Para obter dados detalhados, gráficos, limites e especificações técnicas o leitor deve buscar a datasheet do fabricante da válvula.

Há inúmeros tipos de válvulas que não discutiremos neste texto, entre elas as válvulas magnetron (encontradas em fornos de micro-ondas e radares), válvulas de raio-X, válvulas diodo de vapor de mercúrio, demais válvulas de alta potência como tetrodos de transmissão de RF.

Casamento de Válvulas

Dizemos que um conjunto de válvulas encontra-se casado quando determinada característica técnica de todas as válvulas encontra-se dentro de uma certa faixa aceitável. Algumas empresas, como Groove Tubes e TAD, efetuam casamento de conjuntos de válvulas de acordo com vários quesitos: baixa microfonia e transcondutância, por exemplo.

Na grande maioria dos casos, ter “um conjunto casado” para guitarra significa que a transcondutância (Gm) de todas as válvulas do conjunto não varia mais que 10%.

Exemplo: Mantidas constantes as tensões de screen (VG2) e de placa (Vp), se a corrente de catodo atinge 35mA ao aplicarmos -25 VDC à grade de controle (G1) de uma válvula 6L6GC, nenhuma válvula do conjunto pode apresentar corrente inferior a 32mA ou superior a cerca de 38mA. Ao encontrarmos 4 válvulas que atendem a essa especificação, por exemplo, temos um “quarteto casado”.

O teste exemplificado é um teste estático, usando apenas tensão fixa de bias. Testes mais elaborados envolvem equipamentos “ray tracer” que desenham a curva de transferência completa ao variar continuamente a tensão de bias de -V.CORTE a 0V. Os testes de ray tracer são os mais completos para efetuar casamentos de transcondutância.

Estruturas Internas da Válvula

Catodo

O catodo é o eletrodo mais negativo da válvula, de onde “partem” os elétrons em direção ao Anodo (ou “placa”). Nas válvulas, o catodo fica encoberto pelas demais estruturas e raramente é visível, porém em algumas válvulas é o eletrodo mais notável por ser aquele que trabalha incandescente (catodos de aquecimento direto).

Símbolo nos datasheets: K

Exemplo: “Voltagem de catodo” = Vk

O catodo, nas válvulas, trabalha com temperaturas de até 1000 graus centígrados. Para atingir essa temperatura ele pode ser diretamente ou indiretamente aquecido. Os catodos diretamente aquecidos participam, também, do circuito de calefação. Os catodos indiretamente aquecidos possuem uma resistência elétrica acomodada dentro de um cilindro, sendo os dois circuitos elétricos, de calefação e o circuito do catodo, isolados internamente na válvula.

Os catodos de válvulas mais recentes são impregnados com elementos que facilitam a emissão de elétrons a temperaturas mais baixas. Assim a válvula moderna é capaz de trabalhar com o catodo aquecido a cerca de 700 graus centígrados, prolongando sua vida útil e exigindo menos corrente do circuito de calefação (RCA. 1973.).

Catodo Diretamente Aquecido

O catodo diretamente aquecido é também o filamento de calefação da válvula. Ao mesmo tempo que cumpre a função de emitir elétrons, ele é o próprio filamento de aquecimento que permanece incandescente durante todo o funcionamento do circuito. Grande parte das válvulas de retificação funciona dessa forma. O motivo pelo qual não costumam utilizar-se válvulas de catodo diretamente aquecido para sinais de áudio ou RF é o fato do ruído (“hum”) de 60 ciclos AC contaminar o circuito de amplificação, fator que é irrelevante na retificação de fonte, já que há filtragem de AC imediatamente após a retificação.

Catodo Indiretamente Aquecido

Válvulas que possuem catodo indiretamente aquecido têm o filamento acomodado fisicamente próximo ao catodo, porém eletricamente dele isolado. Assim, quando é utilizada a corrente alternada para o circuito de calefação, não há grande interferência do ruído de 60 ciclos oriundo da rede de alimentação. Mesmo assim existe capacitância entre o filamento e o catodo, o que permite acoplamento eletrostático entre os dois eletrodos. Filamento e catodo possuem também indutância, o que permite acoplamento eletromagnético, especialmente nas baixas frequências. Assim, sempre há algum nível de ruído oriundo da calefação AC injetado no trajeto de áudio, e nosso trabalho como construtores é aquele de minimizar esse efeito. Sem uma referência com o terra do circuito, o ruído de 60 ciclos torna-se presente no sinal de áudio de forma bastante intensa por meio dos catodos indiretamente aquecidos. Para atenuar o ruido, incluímos uma referência resistiva, normalmente de 100 OHMs, entre os polos opostos da tensão de calefação e o chassi, minimizando os efeitos da capacitância e indutância existentes entre esses eletrodos da válvula.

O acoplamento eletrostático e eletromagnético entre filamento e catodo pode, também, contribuir para a formação de circuitos parasíticos. As datasheets mais completas informam as capacitâncias internas da válvula, as quais devem ser levadas em consideração na avaliação de oscilações espúrias que possam acontecer no circuito.

Na figura acima, proveniente do RCA Receiving Tube Manual, RC-13, temos à esquerda o catodo diretamente aquecido e à direita o catodo indiretamente aquecido. O catodo diretamente aquecido encobre o filamento que é eletricamente isolado deste, tendo idealmente apenas transferência térmica. O catodo aquecido pelo filamento passa a emitir elétrons (efeito termiônico), cumprindo assim sua função primordial na válvula.

Grade de Controle

A grade de uma válvula, também chamada de “grade de controle” ou “grid” em inglês, é o componente da válvula que controla o fluxo elétrico entre a placa e o catodo.

Símbolo em datasheets: G1

O catodo é o emissor de elétrons, portanto é negativamente carregado. O anodo normalmente recebe alta tensão (HT) positiva, a qual atrai e acelera a nuvem de elétrons (também chamada de “carga espacial”) emitida pelo catodo.

Se não houver grade de controle entre o catodo (emissor) e anodo (receptor) a válvula funciona como um diodo que conduz elétrons apenas do catodo para o anodo, ou corrente convencional no sentido oposto. É dessa maneira que funcionam as válvulas retificadoras. Elas normalmente possuem 2 placas para receber as extremidades do transformador e assim produzir retificação de onda completa.

A invenção da grade de controle é atribuída a Lee de Forest, conforme discutimos no primeiro capítulo.

De Forest observou que quando se aplicava uma tensão negativa à grade, ela passava a repelir os elétrons emitidos pelo catodo, assim impedindo a condução dentro da válvula. Reciprocamente, observou que, ao aplicar uma tensão mais positiva na grade, a corrente elétrica aumentava.

Quando a variação da tensão na grade era contínua, fruto de um sinal analógico a exemplo da voz humana, percebeu-se que a válvula variava a corrente de placa de forma proporcional, a qual, por meio de uma carga indutiva ou resistiva, reproduzia a voltagem do sinal original com amplitude maior.

Nascia, assim, o primeiro amplificador. Inicialmente utilizado para amplificar sinais de telégrafos, hoje vemos o mesmo princípio aplicado a todos os aparelhos eletrônicos ao nosso redor, porém em grande parte utilizando transistores e não mais válvulas. A grade de controle também foi usada como chave eletrônica de alta velocidade por sua capacidade de controlar a corrente de acordo com a tensão a ela aplicada. Os primeiros computadores utilizavam-se dessa característica para simular a lógica de Boole (verdadeiro com tensão X e falso com tensão Y).

Analogia com sistemas hidráulicos

Professores de engenharia costumam utilizar a analogia com torneiras de água para ilustrar o funcionamento das grades de controle.

Imagine um hidrante como fonte de água de alta pressão, a exemplo daqueles usados em emergências pelo Corpo de Bombeiros. Sabemos que a água ali encontra-se confinada com alta pressão, de outra forma não seria possível extinguir fogos. Agora imagine que temos uma pequena torneira capaz de interromper o fluxo de água no conduto principal do hidrômetro.

Pequenos giros na torneira causam grandes saltos na água que flui através da tubulação principal. Assim, se modularmos uma onda de pequena amplitude na torneira e colocarmos as mãos no forte fluxo de água fluindo através do canal principal do hidrômetro, sentiremos os pulsos aplicados à torneira com intensidade muito maior.

Efeito análogo ocorre na válvula termiônica (a torneira é também uma válvula ajustável, porém hidráulica). A alta tensão entre o anodo e o catodo equivale à alta pressão da água no hidrômetro. A grade de controle (G1) equivale à torneira em nossa analogia. Quando aplicamos um sinal pequeno à torneira, grande variação de corrente ocorre no canal principal da válvula, entre o anodo e catodo.

Os britânicos tradicionalmente denominam tais dispositivos de “válvulas” enquanto que os norte-americanos os chamam de “tubo” (tubes). O nome válvula reflete exatamente o funcionamento do componente, em especial se lembrarmos da analogia com válvulas hidráulicas. O nome “tube” reflete o aspecto físico do envólucro.

Outros tipos de grades

A grade de controle é a principal responsável pelo fluxo de elétrons, mas certas limitações elétricas levaram os engenheiros a inserirem outras grades entre o catodo e o anodo da válvula (RCA. 1973. pgs. 5-10).

No tetrodo há uma grade a mais que nos triodos descritos acima. Essa grade, também chamada de G2, é responsável por direcionar os elétrons ao anodo de modo a reduzir o “Efeito Miller” de capacitância entre grade 1 e anodo. Devido à alta tensão aplicada à G2, ela serve também para aumentar o ganho da válvula.

No pentodo acrescentou-se mais uma grade, fisicamente localizada entre a G2 e o anodo. Essa grade é conhecida por “supressora” pois evita que elétrons refletidos da placa retornem para a grade G2.

A grade supressora vai ligada a um potencial igual ou mais negativo que o catodo (permanecendo, portanto, muito mais negativa que o anodo). É configurada de modo a não impedir o fluxo de elétrons entre G2 e o anodo, porém ela impede que elétrons próximos ao anodo retornem à grade G2. Assim, a grade supressora, ou G3, inibe o retorno de elétrons da placa (ou anodo), daí a origem de seu nome.

Anodo ou “placa”

O anodo é o eletrodo da válvula que encerra o circuito elétrico iniciado no catodo. É para esse eletrodo que flui a maior parte da corrente elétrica real que flui através da válvula, excluindo apenas a corrente de screen nos tetrodos e pentodos (a corrente de grade G1 existe, mas é desprezível). Na terminologia de valvulados o anodo é também chamado de “placa”, pois é literalmente uma chapa de metal (WHITAKER. 1999. P. 129) dobrada em torno dos demais componentes.

Símbolo nas datasheets: P ou “a”

Exemplo: Tensão de Placa = Vp ou Va

A placa é alimentada com as maiores tensões elétricas positivas do circuito, com o propósito de acelerar os elétrons em sua direção, tornando possível o processo de amplificação.

O anodo é o componente interno mais visível nas válvulas que possuem envólucros de vidro, pois essa estrutura encobre fisicamente a grade de controle e o catodo. A maior dimensão do anodo é devida à necessidade de dissipar a energia térmica com maior eficiência que os demais componentes da válvula.

Quando a corrente que passa pelo anodo se torna excessiva, ele se torna visivelmente incandescente. Nessa condição a válvula entra em processo de autodestruição térmica. A resistência elétrica do anodo aumenta com a temperatura, impedindo o maior fluxo de corrente. Porém a fonte de alimentação é normalmente capaz de fornecer corrente adicional, vencendo a resistência causada pelo aquecimento, dissipando assim ainda mais energia térmica na placa. Caso não seja interrompido, o processo se retroalimenta e aumenta em intensidade até ocorrer a destruição da válvula. Essa condição pode, também, levar a danos no circuito do amplificador, especialmente no transformador de saída. O termo usado para descrever a audodestruição térmica da válvula, na lingua inglesa, é “thermal runaway”.

Relação do anodo com a Potência nominal da Válvula

Quando falamos da “potência de uma válvula”, estamos falando da quantidade de energia térmica que o anodo é capaz de dissipar em determinado espaço de tempo sem sofrer danos permanentes.

Uma válvula EL34 por exemplo é capaz de dissipar em torno de 25 Watts de energia térmica em seu anodo. As válvulas KT-88 e 6550 são capazes de dissipar até 45 Watts. As Tung-Sol KT-120 são capazes de dissipar até 65 Watts em apenas um tetrodo de feixe direcionado.

Há uma certa quantidade de energia dissipada na grade G2, ou “screen”. Nas válvulas KT-120 a G2 chega a dissipar 8 Watts, enquanto que na válvula 6550 esse valor limita-se a cerca de 6 Watts.

Grade supressora

A grade supressora é a terceira grade de controle de uma válvula. Normalmente, quando falamos em G3, nos pentodos, nos referimos à grade supressora.

Em tetrodos de feixe direcionado, a G3 não é exatamente uma grade de controle, mas uma estrutura formadora do feixe de elétrons.

Porém o conceito de uma terceira grade foi objeto de patente pela Philips, fato que impediu que outros fabricantes utilizassem esse recurso.

Grade de “screen”

G2 é abreviação de Grade 2, também conhecida por “screen grid” nas válvulas mais comuns para amplificação de áudio.

É, fisicamente, a segunda grade localizada no trajeto dos elétrons, instalada imediatamente em torno da grade de controle. Normalmente têm a função de acelerar e direcionar o feixe de elétrons rumo à placa, servindo também para diminuir a capacitância existente entre ela e a grade de controle. Tendo superfície muito menor que aquela da placa, a G2 não capta tantos elétrons quanto aquele eletrodo, porém existe uma certa quantidade de corrente de screen, a qual devemos considerar durante a construção do circuito. Havendo corrente e tensão através da G2, há dissipação de potência. Portanto deve-se proteger a grade screen contra o excesso de corrente, visto que sua delicada construção não a torna capaz de suportar temperaturas elevadas. Nas válvulas EL34 usa-se um resistor com valor em torno de 1 K OHMs x 5 a 10 Watts para essa função. Como as válvulas da família 6L6 possuem feixe de elétrons direcionado e, portanto, apresentam menor corrente de screen (ver seção seguinte sobre tetrodos), usamos um resistor de proteção menor, usualmente em torno dos 470 OHMs x 5 Watts.

Todas as válvulas a partir dos (inclusive) tetrodos possuem G2. No entanto, nem todas as grades número 2 têm a função de screen grid. Em válvulas específicas para mixagem de áudio, por exemplo, podem haver diversas grades com a mesma função da grade 1, produzindo em sua saída uma combinação dos sinais de áudio injetados nas diversas grades. Neste caso não as denominamos grade screen, mas grades de controle adicionais (estas terão nomenclatura de acordo com o fabricante).

Conforme o nome sugere, em pentodos e tetrodos de feixe direcionado para amplificadores de instrumentos musicais, a G2 possui a função de “separar” ou filtrar (screen) o espaço que existe entre a grade 1 e o anodo.

Nessa configuração, uma tensão elevada é aplicada à G2, a qual acelera o feixe de elétrons em direção à placa. Dependendo da montagem física da válvula uma quantidade maior ou menor de elétrons pode incidir sobre a grade G2. Falaremos a seguir dessa característica dos dois principais tipos de válvulas usadas em amplificadores para guitarra: pentodos (EF86, EL34, EL84) e tetrodos de feixe direcionado (KT66, KT88, 6L6GC, 5881, 6550).

Tetrodos de Feixe Direcionado

A grade 2, ou screen grid, possui função crucial nos tetrodos de feixe direcionado. Nesse tipo de válvula, a grade 2 realiza trabalho ao acelerar o feixe de elétrons rumo à placa. A área da superfície da placa formadora de feixe é muito reduzida quando comparada à dimensão do anodo. Esse fato, somado ao feixe direcionado de eletrons, explica porque nos tetrodos os elétrons colidem em menor intensidade com a G2 em comparação com os pentodos.

Pentodos

A grade 2, nos pentodos, possui função ainda mais relevante que nos tetrodos de feixe direcionado. Devido ao fluxo caótico de elétrons, ocorrem mais colisões com a G2, que conduzirá uma corrente elétrica maior que em tetrodos. Válvulas EL34 e EL84, por exemplo, exigem maiores cuidados com a proteção da grade 2.

Placa formadora do feixe elétrico

Nos tetrodos de feixe direcionado, ou “kinkless tetrodes” (KT) encontramos uma estrutura, de material semelhante ao da placa, que encobre o catodo, mais a grade de controle e a grade screen. Normalmente possui formato retangular e largas aberturas, ou janelas, voltadas para a maior face do anodo.

Esta estrutura é colocada no mesmo potencial do catodo, de modo que ela não cause atração aos elétrons. A corrente elétrica, então, é obrigatoriamente conduzida no vão da janela dessa estrutura e chega à placa em um feixe direcionado. Essa estrutura diferencia os tetrodos de feixe direcionado como KT66, KT77, KT88, 6L6GC, 5881, 6550, entre outras, dos pentodos como a EL34 e EL84 que não possuem essa estrutura.

Dissipadores térmicos internos

São pequenas aletas que se encontram nas partes superior, lateral e inferior do anodo. Ajudam a dissipar a energia térmica depositada na placa pela intensa corrente elétrica.

Isolantes e separadores internos

Discos isolantes de mica permitem a conexão mecânica entre os diversos componentes como a placa, as grades, o catodo e, quando existente, a placa formadora de feixe. Cada estrutura possui uma pequena aleta que é dobrada por dentro de uma perfuração no disco de mica. A aleta mantém a distância entre eletrodos e permite a montagem física dos mesmos. Os discos de mica normalmente são visíveis na parte superior e inferior da válvula.

Envólucro

O corpo da válvula pode ser de vidro ou metal. Há válvulas que possuem parte do corpo em cerâmica, porém sua aplicação normalmente é relacionada a radares e transmissores de RF de alta potência (WHITAKER. 1999. p. 129) e não são frequentemente encontradas em nossos amplificadores.

Durante o processo de construção, a válvula é conduzida a uma câmara de vácuo, onde busca-se remover todo o oxigênio do interior da estrutura. Ao término desse processo, normalmente há resquícios de oxigênio, momento em que é realizado um processo de eliminação do oxigênio reminiscente. É promovida uma mini explosão interna na válvula, que consome a maior parte do oxigênio. Durante essa explosão, as paredes internas da válvula recebem uma camada de material cromado, que normalmente têm aparência espelhada.

Outra característica do envólucro de vidro é que, durante a operação da válvula, elétrons com alta energia atingem moléculas de gases reminiscentes formando uma nuvem azul ao longo da parte interna do vidro da válvula. A aparência azul no vidro é normal, principalmente em válvulas novas, apesar de ser fonte de preocupação para alguns músicos e técnicos novatos.

Bases de Conexão

Diversos tipos de bases de conexão existem, porém nos amplificadores para guitarra encontramos basicamente dois tipos: base miniatura noval, ou B9A – utilizada pelas vávlvulas EF86, 12AX7, EL84 e incontáveis outras. E as bases octais, B8A, utilizadas pelas demais válvulas incluindo retificadoras, tetrodos (6L6, KT88, etc), pentodos (EL34, E34L), entre outras.

Um tipo de base que combina os dois tipos é a Loktal, ou loctal. São bases de 8 pinos, porém os pinos são de menor diâmetro, sendo que o pino guia possui uma trava na sua extremidade, que permite que válvulas loctais possam ser travadas nos soquetes sem necessitar de retentores mecânicos externos.

Conceitos relevantes

Kink ou “dente”

O Pentodo foi patenteado pela Philips em 1928 (JONES. 1999. p. 89) e, portanto, outros fabricantes precisariam recolher taxas de royalties para produzir válvulas com aquela arquitetura.

Assim, foi desenvolvido o tetrodo com feixe de elétrons direcionado, cujo primeiro modelo surge em 1937, proveniente da empresa Britânica/Americana Marconi-Osram Valve, ou MOV (HOOD. 1997. p. 51). Trata-se de um tetrodo que busca eliminar a emissão secundária de placa, problema que o pentodo buscava solucionar por meio da inserção de uma terceira grade entre a G2 e a placa.

Para não violar a patente Philips, esse tipo especial de tetrodo direciona a corrente elétrica em feixes, usando grades perfeitamente alinhadas e uma estrutura direcionadora ligada ao catodo (vide ilustração na seção sobre componentes internos da válvula), fazendo, assim, com que as colisões e a emissão secundária sejam minimizadas.

O tetrodo de feixe de elétrons direcionado é bastante comum em amplificadores valvulados para guitarra e contrabaixo, especialmente nos modelos feitos para os Estados Unidos.

Dificuldade para Produção

Direcionar o feixe de elétrons no interior da válvula requer alta precisão no alinhamento entre a grade de controle e a grade screen. Esse fator contribui para o preço mais elevado de válvulas de feixe direcionado (RCA. 1973. p. 9).

Nos pentodos, o feixe de elétrons não é direcionado. Portanto há mais colisões de elétrons contra a grade screen, o que gera maior corrente através dessa grade. Por tal motivo é preciso elevar o valor do resistor de proteção da screen em válvulas EL34 (1K OHMs) e EL84 (1K a 2K2 OHMs) em relação às válvulas 6L6GC (470 OHMs) na maioria dos amplificadores para guitarra.

Timbre USA x Britânico

A abundância de tetrodos de feixe direcionado no mercado dos Estados Unidos, e o maior custo das válvulas importadas da Europa, fez com que a maior parte dos amplificadores norte-americanos utilizassem as primeiras, enquanto que os pentodos eram mais facilmente encontrados na Europa (sede da Philips). Assim, criou-se uma divisão virtual entre o ‘timbre Inglês’ – onde prevalecem os pentodos EL34 e EL84, e o timbre Americano, marcado principalmente pelos tetrodos 6L6 e 6V6.

Pentodos ou tetrodos?

Na atualidade, o efeito da globalização atenuou a diferença de preço e disponibilidade entre os dois tipos de válvulas. Assim, há uma abundância de tetrodos e pentodos, e muitas vezes os tetrodos de feixe direcionado são comercializados como sendo pentodos, o que é incorreto. As válvulas 6L6, 6V6, toda a família KT-**, 6550, são tetrodos de feixe direcionado.

As válvulas EL34 e EL84 são chamados “pentodos autênticos”. A válvula EL34 possui conexão para a grade supressora por meio do pino 1, o que não existe nas válvulas 6L6, por exemplo. Tal fato permitiu a Peter Traynor conectar a tensão negativa de bias a esse pino, prolongando a vida útil das válvulas EL34 (O’CONNOR. 1995. p. 1-17) – técnica impossível em tetrodos de feixe direcionado como as 6550 e 6L6GC.

Em muitas discussões informais, encontramos referências a tetrodos de feixe direcionados como sendo pentodos. No entanto, internamente, existe grande diferença na estrutura destes dois tipos de válvulas.

Válvulas mais utilizadas em amplificadores para guitarra

12AX7 ou ECC83

A 12AX7 é a mais popular válvula em uso na atualidade, usada em pré-amplificadores para guitarra e contrabaixo.

Características técnicas:

  • Configuração : triodo duplo
  • Aplicação: sinais pequenos, alto ganho, baixa corrente
  • Encapsulamento: B9A (“mini” 9 pinos, base de vidro)
  • Tensão de placa: 330V máx
  • Ganho (Mu): 100 (Por triodo)
  • Corrente de placa: 6 mA máx
  • Corrente de calefação: 150 mA x 12V, 300 mA x 6V
  • Designação Europeia: ECC83

Pinagem:

Pino 1: Anodo 1.

Pino 2: Grade de Controle 1

Pino 3: Catodo 1

Pino 4: Calefação 12.6 V

Pino 5 : Calefação 12.6 V

Pino 6: Anodo 2

Pino 7: Grade de Controle 2

Pino 8: Catodo 2

Pino 9: Calefação 6.3 V (Tap central de 12.3 V, interligado a pinos 4, 5)

Outros sinônimos :

  • ECC803s – versão especial da Tesla, com vidro reforçado, pinos de ouro, é uma válvula menos microfônica (testes do autor)
  • 7025 – tentativa da Fender de criar uma válvula mais silenciosa nos anos 70, é basicamente uma 12AX7 com o nome do fabricante original retirado e tendo a marca Fender impressa na mesma.
  • E83CC – sinônimo de ECC803, linha fora-de-série, fabricadas pela Tesla na Tchecoslováquia e Telefunken na Alemanha (entre outras fábricas do Leste Europeu)
  • 7729 – difíceis de se encontrar, eram fabricadas pela CBS e tinham pinos de ouro. Válvulas de precisão e baixa microfonia.
  • 6681 – versão “móvel” da 12AX7, estas válvulas suportavam variação de até 20% na tensão de filamento, para ser usada em automóveis com fonte instável de alimentação
  • 7058 – praticamente idênticas às 12AX7, exceto que só funcionam com calefação de 12.6 volts. Circuitos que usam os pinos 4 e 5 soldados juntos e ligação AC com o pino 9 não podem usar este modelo.

Outras siglas conhecidos: 12AX7WA, 12AX7WB, 12AX7LPS, 12AX7EH, 12AX7A

Destacam-se entre as vantagens dessa válvula :

  • Alto ganho. Possui Mu = 100 (40dB). Cada triodo da 12AX7 é capaz de produzir uma oscilação de tensão cerca de 100 vezes maior que aquela de entrada.
  • Filamento “humbucking” – tendo um filamento com center tap no pino 9, a 12AX7 permite que os pinos 4 e 5 sejam ligados juntos. Quando aplicamos tensão AC de calefação o filamento entre os pinos 4 e 9, e o filamento entre os pinos 5 e 9, estarão em configuração de cancelamento de ruído. É portanto uma válvula de pré-amplificação (amplificação de voltagem) bastante silenciosa.
  • Fácil de se adquirir no mercado atual.
  • Possui bom intervalo de transferência (relativamente)linear
  • Permite trabalhar na região de clipagem com agradável distorção harmônica para guitarra

Desvantagens:

  • Base de vidro frágil, é bem comum rachar o envolucro entortando um pino
  • Os modelos de placa longa (Por exemplo a Sovtek LPS) possuem microfonia exacerbada e muitas vezes não são uma boa escolha para amplificadores em formato combo onde as válvulas estão no mesmo espaço dos alto-falantes.

Fabricantes de 12AX7 com produção Atual: Svetlana (Rússia), Sovtek (Rússia), JJ (Eslováquia), Electro Harmonix (Rússia), Shuguang (China), Tung-Sol (New Sensor agora na Rússia) Nota: A Tung-Sol atual não é de produção norte-americana, mas Russa.

Diversas 12AX7 de produção atual que levam a marca Mesa Boogie são na verdade Electro Harmonix 12AX7EH ou Sovtek 12AX7WA, pré-selecionadas e posteriormente têm as marcas originais removidas (processo de rebranding). As marcas das válvulas adquiridas para rebranding variam de acordo com fatores de mercado, e podem também ser de origem chinesa ou eslovaca.

Ruby Tubes e Fender não fabricam válvulas, porém efetuam pré-seleção, medição de características microfônicas, ganho e de distorção e efetuam “rebranding”.

Válvulas 12AX7 Groove Tubes são marcadas de acordo com sua origem da seguinte forma :

  • GT 12AX7-C – fabricação chinesa, normalmente Shuguang
  • GT 12AX7-R – fabricadas na fábrica Reflektor (Rússia), normalmente são Sovtek 12AX7WA
  • GT 12AX7-R2 – fabricadas na fábrica Reflektor (Rússia), normalmente são Sovtek 12AX7LPS
  • GT 12AX7-R3 – fabricadas na fábrica Reflektor (Rússia), normalmente são Electro-Harmonix 12AX7EH
  • GT ECC83-S – fabricadas na fábrica JJ na Eslováquia, são as antigas Tesla ECC83, atualmente JJ ECC83

6L6 ou 5881

As válvulas de potência 6L6 são, juntamente com as EL34, as mais populares em uso nos amplificadores valvulados para guitarra. Historicamente, a 6L6 prevalece nos amplificadores construídos para o mercado norte-americano, enquanto que as válvulas EL34 são mais comuns nos amplificadores britânicos.

  • Tensão máxima de anodo: 500V
  • Potência: 19 a 35 Watts
  • Configuração: tetrodo de feixe direcionado
  • Semelhantes: 5881, KT66, 6p3s

A origem da 6L6 é atribuida à RCA (Recording Corporation of America). Na década de 1930 a potência dos triodos vinha sendo incrementada consideravelmente, porém diversos problemas passaram a surgir, como a exacerbada capacitância entre os eletrodos, em especial entre a grade de controle e o anodo (MORRIS. 1990. p. 6).

Assim, engenheiros passaram a estudar a possibilidade de incluir uma segunda grade na válvula com o propósito de diminuir as capacitâncias internas e dirigir o feixe de elétrons para tornar possível uma distribuição mais homogênea da corrente na superfície da placa. A segunda grade é conhecida por “screen grid” ou simplesmente G2 (Grid 2). A G2 é normalmente ligada a um alto potencial positivo. Assim os elétrons são acelerados ao aproximarem-se da G2, porém como o anodo possui área de superfície muito maior que aquela da screen, além de potencial elétrico positivo igual ou superior, a maior parte da corrente continua a fluir através dele.

Mesmo com a segunda grade, os tetrodos mostravam regiões de resposta à frequência onde a curva não era linear o suficiente. O fenômeno de emissão secundária(RCA.1973. pg 8) ocorre quando, em determinados momentos, a grade G2 encontra-se mais positiva que o anodo, desviando assim elétrons. A curva de corrente de placa nessa região causa uma perda de sinal que os engenheiros batizaram de “kink” ou vinco/dente (vide ilustração na seção de conceitos importantes sobre válvula neste capítulo).

O pentodo foi inventado para corrigir o problema de emissão secundária, inserindo uma terceira grade, de baixo potencial elétrico, entre a grade 2 e o anodo. O sistema foi então patenteado pela Philips. Seguindo a tradição o componente de 5 eletrodos foi batizado à partir da contração de penta-eletrodo: pentodo.

Surge, então, para concorrer com o pentodo, o tetrodo de feixe direcionado, no qual o fluxo de elétrons é direcionado à placa usando uma estrutura metálica que é conectada ao mesmo potencial do catodo. O direcionamento do feixe reduziu o problema da não linearidade, sem violar a patente do pentodo.

Nasciam, assim, os tetrodos de “feixe direcionado”, “feixe dirigido”, “beam tetrodes” ou “kinkless tetrodes”. A 6L6 é a válvula mais popular dessa família.

Algumas 6L6 são chamadas de pentodos pois incluem uma terceira estrutura entre catodo e placa, assim como os pentodos. No entanto, essa denominação não é inteiramente correta.

Nos pentodos há uma grade, semelhante à grade de controle, entre a grade screen e a placa. Já nos tetrodos de feixe direcionado há uma estrutura metálica, normalmente com formato retangular, a qual não costuma possuir conexão externa. Nos pentodos a terceira grade é conhecida por “supressora” ou apenas G3. Nos tetrodos não damos um nome específico a essa estrutura, denominando-a apenas de “placa formadora do feixe direcionado”.

Pinagem:

Pino 1: Não usado.

Pino 2: Calefação 6.3 V

Pino 3: Anodo

Pino 4: Screen – G2

Pino 5 : Grade de Controle – G1

Pino 6: Não usado.

Pino 7: Calefação 6.3 V

Pino 8: Catodo

Variações da 6L6

As válvulas 6L6 da RCA foram adaptadas e copiadas por diversos fabricantes desde 1937, inclusive por fabricas da antiga União Soviética (Xpo-pul (São Petersburgo), Saratov, entre outros). Por esse motivo, temos uma enorme família de válvulas semelhantes às 6L6, algumas das quais discutimos a seguir.

6L6GT

Foram as primeiras 6L6 em envólucros de vidro (GT = Glass Tube), diferente das primeiras versões em metal. GT é sigla de Glass Tube. Variam de 15 a 18 Watts.

6L6GB

Versão melhorada, de até 23 Watts, da 6L6GT.

6L6GC

Evolução das 6L6GB, suportam até 500 VDC na tensão de placa e chegam a dissipar até 30 Watts. Em amplificadores com até 500 VDC de tensão de trabalho +B, podem ser trocadas por EL34 com pequenas alterações ao circuito.

5881 e 5881WXT

Versão industrial da 6L6GC, normalmente possui estrutura física reforçada. WXT: Nomenclatura própria da Sovtek para versão das 5881. Nem todos os modelos de 5881 podem ser usadas no lugar das 6L6GC, já o inverso é verdadeiro, as 6L6GC sempre podem ser usadas em equipamentos para 5881.

6L6WXT+

Linha industrial de 6L6GC da Sovtek. É baseada nas famosas RCA “black plate”, possui reforços mecânicos na montagem, suporta mais que 500 VDC de tensão +B e é capaz de dissipar mais de 30 Watts. Válvulas muito robustas, costumam ter longa durabilidade quando utilizadas no lugar das 6L6GC.

7027

Variação das 6L6GC, porém não são totalmente compatíveis. Possuem o corpo mais fino e comprido, semelhante às EL34. A pinagem das 7027 têm os pinos 1 e 6, que normalmente são desligados ou inexistentes nas 6L6, ligados às grades 2 e 1 respectivamente. Em amplificadores que utilizam os pinos 1 e 6 como ponte de terminais, as 7027 não funcionarão e poderão danificar gravemente seu equipamento construido para 6L6.

KT66

Nome dado às suas versões de válvulas da familia 6L6GB pela Osram e General Electric. Algumas edições da KT66 podem ser usadas no lugar de 6L6GC que, apesar de excederem os limites de tensão das KT66 originais, podem ser utilizadas com pequenos ajustes no circuito do amplificador.

6p3s

Versão Soviética da 6L6GB. Não devem ser utilizadas no lugar de 6L6GC, 5881, KT66, 6L6WXT+ e outras que trabalham com tensão de placa > 375 VDC e tensão de screen (G2) > 300 VDC.

6L6GC-STR

Versão GC de fabricação atual na Rússia pela Tung-Sol. Suporta tensão de placa acima das 6L6GC tradicionais.

EL34

A EL34 é um pentodo de potência desenvolvido na Europa. O prefixo E indica classe pentodo, L indica potência. Trata-se de um pentodo autêntico e que expõe a grade supressora ao lado externo por meio do pino 1, sendo essa a principal diferença para a conexão física em comparação com as 6L6. A EL34 possui envólucro mais delgado que as 6L6, e um vácuo mais “duro”, o que possibilita a aplicação de maior tensão +B, podendo trabalhar com até 800 VDC. Devido ao envólucro menor, é capaz de dissipar ligeiramente menos potência que as válvulas da família KT e 6L6.

  • Potência: 25 Watts
  • Vp Max: 800 Volts
  • Calefação 6.3 V @ 1.6 A
  • Sinônimos: 6CA7 6P27S EL34WXT EL34G CV1741
  • Versões de performance superior: E34L E34LS

Pinagem:

Pino 1: Grade Supressora – G3

Pino 2: Calefação 6.3 V

Pino 3: Anodo

Pino 4: Screen – G2

Pino 5 : Grade de Controle – G1

Pino 6: Não usado.

Pino 7: Calefação 6.3 V

Pino 8: Catodo

KT88

Válvula de potência pertencente à família da 6L6, tendo potência e capacidade superior a ambas as 6L6GC e EL34. São normalmente encontradas em amplificadores para contrabaixo elétrico, porém podem ser usadas em amplificadores de 50 ou 100 Watts para guitarra, como os modelos JCM da Marshall.

O prefixo KT indica ser um tetrodo de feixe direcionado, proveniente do termo ‘Kinkless Tetrode’.

Foi inventada pela Tung-Sol na Europa, em 1956, para concorrer com válvulas semelhantes nos Estados Unidos. Trata-se de uma válvula fisicamente maior que a 6L6, porém possui pinagem compatível, podendo ser adaptada em amplificadores que utilizem essa última.

  • Potência: 42 Watts
  • Vp Max: 800 Volts
  • Calefação: 6.3 V @ 1.6A
  • Sinônimos: CV5220 KT88S KT88SC

Pinagem:

Pino 1: Não usado.

Pino 2: Calefação 6.3 V

Pino 3: Anodo

Pino 4: Screen – G2

Pino 5 : Grade de Controle – G1

Pino 6: Não usado.

Pino 7: Calefação 6.3 V

Pino 8: Catodo

6550

Tetrodo de potência de feixe direcionado, da família da 6L6.

Estão entre as maiores válvulas da família, sendo utilizada em amplificadores de alta potência, normalmente para amplificação de contrabaixo, a exemplo do Ampeg SVT-2PRO que utiliza um sexteto casado. Podem ser usadas em amplificadores para guitarra, no entanto não são a preferência da maior parte dos músicos nessa função.

Suas características de timbre são semelhantes à 6L6, tendo pinagem idêntica. No entanto eletricamente possui impedância distinta, exige maior corrente de calefação e pode trabalhar com tensão de placa de até 600 VDC. Seu maior diferencial em relação às 6L6GC encontra-se na dissipação de potência, sendo capaz de trabalhar até 12 Watts a mais por válvula.

  • Potência: 35 a 42 Watts
  • Corrente de Calefação: 1.6 A
  • Impedância de Carga: 2000 a 3000 OHMs

Pinagem:

Pino 1: Não usado.

Pino 2: Calefação 6.3 V

Pino 3: Anodo

Pino 4: Screen – G2

Pino 5 : Grade de Controle – G1

Pino 6: Não usado.

Pino 7: Calefação 6.3 V

Pino 8: Catodo

12AU7

Duplo triodo de baixo ganho. Em amplificadores de guitarra, costuma ser utilizado como “driver” (excitadora) de tanques de reverb, inversora e no caso de alguns Ampeg SVT servem como drivers para válvulas 6550.

Sinônimos: CV10323 CV10666 CV4003 CV491 CV8155 CV8221 ECC82

Equivalentes ou semelhantes: 5963 ECC802 M8136 6067 6189 6680 12AU7A 12AU7WA 7489 6CC40 CK5814 CV3900 CV4016 CV9092 E2163 E82CC 5814 5814A ECC802S 7730 B329 B749

  • Potência max: 2.75 Watts
  • Vp: 300 VDC
  • Ip: 20 mA
  • Ganho Mu: 20
  • Calefação: 6.3 V @ 300 mA ou 12.6 V @ 150 mA

Pinagem:

Pino 1: Anodo 1.

Pino 2: Grade de Controle 1

Pino 3: Catodo 1

Pino 4: Calefação 12.6 V

Pino 5 : Calefação 12.6 V

Pino 6: Anodo 2

Pino 7: Grade de Controle 2

Pino 8: Catodo 2

Pino 9: Calefação 6.3 V (Tap central de 12.3 V, interligado a pinos 4, 5)

12AT7

Duplo triodo de médio ganho. Originalmente idealizada para RF devido à alta transcondutância e maior corrente de anodo que outras válvulas da família 12A*7, no entanto pode ser encontrada em circuitos de reverb, inversoras e como estágios de ganho no lugar da 12AX7.

Sinônimos: CV8154 ECC81 CV10662 CV455 CV9859

Equivalentes ou semelhantes: 12AT7WA, 12AT7WC, 6060, 6201, 6679, 7492, 7728, A2900, B152, B309, B739, CC81E, CK6201, CV4024, E2157, E81CC, ECC801, ECC801S, M8162, QA2406, QA2407, QS2406

  • Potência max: 2.5 Watts
  • Vp: 300 VDC
  • Ip: 15 mA
  • Ganho Mu: 60
  • Calefação: 6.3 V @ 300 mA ou 12.6 V @ 150 mA

O catodo da 12AT7 não deve ser elevado acima de 90 V da tensão de referência da calefação.

Pinagem:

Pino 1: Anodo 1.

Pino 2: Grade de Controle 1

Pino 3: Catodo 1

Pino 4: Calefação 12.6 V

Pino 5 : Calefação 12.6 V

Pino 6: Anodo 2

Pino 7: Grade de Controle 2

Pino 8: Catodo 2

Pino 9: Calefação 6.3 V*

* Tap central de 12.3 V,

interligado aos pinos 4, 5

6922 / E88CC / 6DJ8

Duplo triodo de baixo ganho.

  • Calefação: 6.3V @ 365 mA
  • Mu: 33
  • Potência: 1.5 W
  • Ik: 20 mA
  • Rg: 1M OHM

Equivale a: 6DJ8, E88CC

E88CC

As E88CC são 6922 de série especial, de alta qualidade e construção superior (vidro reforçado e a pinagem pode ser banhada a ouro). As mais procuradas foram produzidas pela extinta marca Tesla, mas continuam a ser produzidas na atualidade.

A versão Tesla é muito procurada, e pode a chegar a custar centenas de dólares em leilões. Já as JJ, de produção atual, não possuem valor elevado. As válvulas de marca Tesla são frequentemente falsificadas, o que torna necessária maior precaução no momento da compra.

É preciso estar atento para a pinagem de ouro das Tesla E88CC originais, além de diversos outros detalhes técnicos. Na dúvida, consulte um especialista antes de investir altos valores em válvulas vintage.

Pinagem:

Pino 1: Anodo 1.

Pino 2: Grade de Controle 1

Pino 3: Catodo 1

Pino 4: Calefação 6.3 V

Pino 5 : Calefação 6.3 V

Pino 6: Anodo 2

Pino 7: Grade de Controle 2

Pino 8: Catodo 2
Pino 9: Escudo/blindagem metálica interna

KT66

Tetrodo de feixe direcionado (KT: Kinkless Tetrode) criado pela Marconi Osram Valve em 1937.

São válvulas compatíveis com as 6L6GC, criadas justamente para concorrerem com esse modelo nos Estados Unidos e com as EL34 na Europa. Possuem formato de envólucro bastante particular, fato que distingue visualmente a série KT das demais.

OBS: Válvulas Tung-Sol de base metálica conectam o pino 1 ligado à mesma. Caso seu amplificador (especialmente modelos Fender) utilize o pino 1 como ponte de terminal, a Tung-Sol válvula poderá causar sérios danos ao aparelho. Consulte um técnico antes de usar a Tung-Sol KT66.

Pinagem:

Pino 1: Não usado.

Pino 2: Calefação 6.3 V

Pino 3: Anodo

Pino 4: Screen – G2

Pino 5 : Grade de Controle – G1

Pino 6: Não usado.

Pino 7: Calefação 6.3 V

Pino 8: Catodo

Principais fabricantes de válvulas da atualidade

Groove Tubes

Groove Tubes é uma fabricante de válvulas, amplificadores, microfones e outros equipamentos estabelecida no Vale de São Fernando, a menos de 20 minutos ao norte de Hollywood, Califórnia.

A Empresa foi fundada por Aspen Pittman no início dos anos 1970.

A fama da Groove Tubes veio de seu exclusivo método de testes e casamentos de válvulas que proporciona imensa precisão nas medidas de distorção, transcondutância, fator de amplificação, microfonia e muitos outros.

Ruby Tubes

A Ruby Tubes oferece serviço de seleção de válvulas, efetuando ‘rebranding’.

A empresa adquire estoques de válvulas na Rússia e China, posteriormente efetuando seleção e “casamento” de conjuntos de válvulas para revenda ao público.

Exemplos de válvulas Ruby Tubes:

EL34BHT Válvulas EL34 construídas na China, suportam apenas 600 Volts nas placas, em comparação a outros modelos, como E34L que podem suportar de 800 a 850 VDC.

S12AX7AC7 Válvulas 12AX7 que, segundo o fabricante, oferecem ‘alto ganho e baixo ruído elétrico e mecânico’.

Valve Art

A Valve Art é uma das diversas empresas que oferecem serviço de seleção de válvulas.

Até o presente momento, todas as válvulas Valve Art inspecionadas pelo autor foram fabricadas na Shuguang, porém, assim como as outras empresas selecionadoras de válvulas, podem também ser adquiridas no mercado Russo ou Eslovaco.

Cryoset

Empresa Norte-Americana dedicada ao tratamento criogênico de válvulas termiônicas.

Oferece uma variedade de válvulas com a promessa de que o tratamento criogênico pode reestruturar as moléculas do material interno das mesmas.

Afirmações são feitas quanto ao timbre resultante desse tratamento o que, na opinião do autor, configura um julgamento bastante subjetivo e que depende do gosto musical do ouvinte.

Sovtek

Fabricante de válvulas e amplificadores da Rússia. Foi adquirida pela empresa New Sensor, de propriedade de Mike Matthews, também proprietário da Electro-Harmonix.

A produção atual da Sovtek é proveniente da mesma fábrica das válvulas Electro-Harmonix e Svetlana.

O nome é uma estilização das palavras “Soviet Technology”.

SED

Sigla que significa Svetlana Electron Devices. Trata-se de uma fabricante de válvulas em São Petersburgo, Rússia. A marca Svetlana não pode mais ser utilizada pela SED por motivos legais.

A SED atualmente utiliza a logomarca Winged C, ou “C alado”.

Já as atuais Svetlana são produzidas em Saratov na fabrica Xpo-pul. Estas são válvulas inteiramente diferentes das tradicionais Winged C.

Electro-Harmonix

Empresa do grupo New Sensor, detentor das marcas Sovtek, Electro-Harmonix e Svetlana.

Entre os produtos Electro-Harmonix encontram-se pedais de efeitos (Big Muff sendo o mais conhecido), pré-amplificadores, válvulas, microfones, entre outros.

Svetlana

A Svetlana e uma tradicional fabricante Russa de válvulas. A marca registrada “Svetlana”, no entanto, foi adquirida pela New Sensor Corporation, do mesmo proprietário da Electro-Harmonix.

Hoje as válvulas Svetlana são produzidas em Saratov, na fabrica Xpo-pul, mesmo local de producao das válvulas Sovtek e Electro-Harmonix.

À época dessa redação, a antiga fábrica de São Petersburgo permanece em funcionamento. Esta, porém, foi legalmente impedida de utilizar a marca Svetlana. As antigas válvulas Svetlana de fabricacao em São Petersburgo, na atualidade, são denominadas Winged C (ou “C alado” devido a forma de seu logotipo) ou SED (sigla que significa Svetlana Electron Devices).

TAD – Tube Amp Doctor

Empresa europeia que efetua seleção e casamento de válvulas. Adquire grandes lotes de válvulas de diversas marcas e efetua seu próprio controle de qualidade, revendendo-as com sua própria denominação.

Shuguang

Expoente industrial no mercado chinês, a Shuguang atualmente fornece válvulas para as principais marcas de amplificadores populares, bem como para as empresas de seleção de válvulas anteriormente citadas. É uma das poucas fábricas mundiais ainda em funcionamento. Sua especialidade não é a seleção ou casamento de válvulas, sim a produção em grande escala e distribuição global.