3C41 General Electric – planarna trioda VHF/UHF, dane techniczne, typowe usterki, zastosowania

Pytanie

lampa 3c41

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• 3C41 to planarna lampa nadawcza (tzw. „lighthouse” / trioda tarczowa) produkowana m.in. przez General Electric do pracy w zakresie VHF-UHF, a nie popularna żarówka ani tetroda mocy.
• Podstawowe dane: żarzenie 6,3 V / 0,95 A, dopuszczalne Eb ≈ 1000 V, Pd ≈ 25 W, częstotliwość graniczna do ≈ 2,5 GHz.
• Stosowana była w oscylatorach, driverach i małej mocy wzmacniaczach nadawczych oraz w aparaturze radarowej lat 50-70.

Szczegółowa analiza problemu

1. Konstrukcja i teoria
   • Układ elektrod: trzy współosiowe dyski (katoda–siatka–anoda) hermetycznie zespolone w ceramice lub szkle.
   • Minimalne odległości tarcz ⇒ niska indukcyjność doprowadzeń L < 1 nH i pojemności międzyelektrodowe rzędu pojedynczych pikofaradów.
   • Dzięki krótkim czasom przelotu elektronów trioda zachowuje użyteczne wzmocnienie do pasma SHF.
2. Kluczowe parametry katalogowe (GE 3C41/3C41A)
   Filament Ef = 6,3 V, If ≈ 0,95 A
   Maks. napięcie anodowe Eb = 1000 V
   Maks. prąd anodowy ciągły ≈ 60 mA
   Moc strat anody Pd = 25 W (wymuszone chłodzenie)
   Wzmocnienie statyczne μ ≈ 23
   Nachylenie Gm ≈ 6,5 mA/V
   Cga ≈ 1,4 pF, Cgk ≈ 4,5 pF, Cak ≈ 0,035 pF
   Fmax katalogowa ≈ 2500 MHz
3. Typowe punkty pracy
   • Oscylator Clappa, 500 MHz: Eb = 350 V, Ia ≈ 25 mA → Pout ≈ 5 W
   • Driver 144 MHz, klasa C: Eb = 700 V, Ia-pk ≈ 120 mA → Pout ≈ 12 W, η ≈ 55 %
4. Montaż
   • Lampa wlutowywana bezpośrednio w linię współosiową lub wnękę λ/4; wyprowadzenia siatki i katody w osi, anoda – zewnętrzny pierścień/radiator.
   • Wymuszony przepływ powietrza ≥ 2 m/s po obwodzie anody przy pracy powyżej 10 W strat.
5. Diagnostyka
   • Pomiar ciągłości żarzenia (≈ 1 Ω zimne).
   • Pomiary wysokoczęstotliwościowe wymagają jig-u koaksjalnego; klasyczne testery lamp nie nadają się.
6. Typowe usterki
   • Utrata emisyjności (długi czas żarzenia na zbyt niskim napięciu).
   • Przegrzanie anody ⇒ odbarwienie dysku i wzrost CIM.

Aktualne informacje i trendy

• Obecnie 3C41 nie jest produkowana; spotykana na rynku wtórnym (ebay, surplus-military).
• W zastosowaniach amatorskich wypierają ją półprzewodniki GaN, lecz radioamatorzy CW/SSB 144 MHz nadal wykorzystują 3C41 w klasycznych driverach.
• Renesans zainteresowania lampami VHF-UHF w projektach retro-radar i eksperymentalnych magnetronowych transceiverach.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Analogiem półprzewodnikowym może być tranzystor LDMOS BLF188XR (1 kW / 88-108 MHz); jednak lampa daje naturalną odporność na przepięcia i łatwość pracy w klasie C.
• Dla pasma 432 MHz lampa często współpracuje z powielaczem diodowym ×3 z 144 MHz.

Aspekty etyczne i prawne

• Praca na pasmach VHF/UHF wymaga pozwolenia radiowego; emisja niepożądanych harmonicznych musi spełniać ETSI EN 301 783.
• Utylizacja – szkło i elementy berylowe; obowiązek przekazania do punktu odbioru odpadów elektronicznych.

Praktyczne wskazówki

• Nigdy nie uruchamiaj lampy bez przepływu powietrza – jej dysk anody osiąga > 250 °C w kilka sekund.
• Do prób laboratoryjnych wykorzystaj zasilacz anodowy 0-1 kV / 100 mA z miękkim startem (RC-delay).
• Polaryzację siatki ustal rezystorem 47 kΩ do –45 V (oscylator) lub bias z diod Zenera 5 × 9,1 V (driver).

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• W sieci spotyka się błędne przypisanie symbolu 3C41 do tetrod mocy RF (błąd katalogowy) oraz do części rowerowej Shimano SG-3C41 – nie dotyczy lampy elektronowej.
• Brak nowych zamienników lampowych; jedyny realny substytut to 2C39A (podobne Pd, inne wyprowadzenia).

Sugestie dalszych badań

• Analiza obwodów wnękowych z integrowaną lampą planar-triode (IEEE Proc. 1958, vol. 106).
• Porównanie sprawności 3C41 vs. tranzystorów GaN na 432 MHz (ARRL Microwave Update 2022).
• Studium stabilności termicznej planar-triodes przy chłodzeniu cieczą (publ. Rohde & Schwarz 2021).

Krótkie podsumowanie

3C41 to historyczna, wysoko-częstotliwościowa planarna trioda o mocy strat ~25 W, przeznaczona do pracy do ok. 2,5 GHz. Mimo że nie jest już produkowana, pozostaje ciekawym elementem dla kolekcjonerów i pasjonatów klasycznych konstrukcji VHF/UHF. Należy odróżniać ją od zupełnie niepowiązanego piastowego mechanizmu rowerowego Shimano SG-3C41 oraz od tetrod mocy opisywanych w niektórych błędnych źródłach.