진공관 앰프 사용에 있어서 알아야 할 상식

[카페지기]

진공관 앰프 사용에 있어서 알아야 할 상식

앰프를 자주 켜거나 끄면 진공관의 수명이 단축 됩니다.

진공관의 수명을 이야기 할 때, 2,000시간, 5,000시간 등으로 이야기 하곤 합니다.  이것은 진공관이 작동되지 않을 때까지, 계속적으로 동작시킨 상태에서의 수명을 이야기 합니다.  그러나 오디오용 진공관에 있어서 수명이란 천차 만별 입니다.  라디오용으로 사용하는 진공관의 수명은 매우 긴 반면에, 파워앰프나 프리앰프에 사용되는 진공관은 상대적으로 매우 짧습니다.  그리고 진공관 앰프의 부하 정도에 따라 달라 집니다.  즉 앰프에 따라 진공관을 가혹하게 동작시키는 앰프가 있는데, 이 경우에 진공관의 수명이 단축되고 잡음에 취약 하게 됩니다.  그리고 가급적 진공관 앰프를 자주 On/Off 하지 마십시오.  진공관은 히터전원이 충분히 가열되어, 전자의 방출이 활성화 되었을 때, 플레이트 전원이 공급 되어야 정상적인 작동이 될수 있습니다.  그러나 히터가 충분히 가열되지 않은 상태에서 고압의 플레이트 전원이 공급되면, 진공관은 많은 충격을 받게 됩니다.  이것은 결국 수명을 단축 시키므로, 갑자기 작동 불능이 되거나, 특성이 감퇴 되기도 합니다.  따라서 자주 앰프를 켜고 꺼는 것 보다는, 장시간 동작을 시키는 것이 수명에 더 유리 합니다.

파워앰프가 고정 바이어스 방식인지, 또는 자동 바이어스 방식인지 확인하자.

바이어스란 진공관이 동작 하도록 기본적인 전류를 흘리는 것을 말하며, 진공관에 바이어스 전류를 적절히 흘림으로서 진공관의 기본적인 특성인 출력, 디스토션, 게인, S/N 등을 결정하게 됩니다.  대부분의 진공관은 컨트롤 그리드(control grid, g1)에 – 바이어스 전원을 필요로 합니다.  바이어스 전원을 만드는 방식으로는 고정 바이어스 방식과 자기 바이어스 방식이 있습니다.  따라서 진공관 파워앰프는 2가지 중 하나의 회로로 되어 있습니다. 그러나 파워앰프를 사용하는 사용자에게는 매우 중요한 내용 임에도 불구하고 이것을 모르는 경우가 대부분 입니다.  사용하고 있는 파워앰프가 어떤 방식 인가를 알아야 출력 진공관과 앰프를 보호 할 수 있기 때문 입니다.  일반적으로 고정 바이어스 방식의 파워앰프는 출력관 페어 편차에 융통성이 많은 편이지만 정기적으로 바이어스를 조정 하지 않으면 출력관의 수명을 단축 시킬 수 있습니다.  반면에 자기 바이어스 방식의 파워앰프는 출력관의 페어 및 특성에 많은 영향을 받으므로 페어 또는 선별관을 사용 하여야 하나, 회로 상에서 바이어스 값을 자동으로 조정 하므로 편리 합니다.

1) 고정 바이어스 방식 (Fixed Bias Circuit)

전원 트랜스포머의 바이어스 C 전원으로 부터 – 전원을 그리드로 공급 받는 방식 입니다.  고정 바이어스 방식은300B와 같이 바이어스 전압이 깊은 경우에 사용하면 유리 하지만, 자기 바이어스 방식에 비해 많은 신경을 써야 합니다.  고정 바이어스 방식은 정기적으로 바이어스 전압을 조정 하여야 합니다.  이처럼 고정 바이어스 방식은 C 전원을 가변 저항 트리머의 조정을 통해 필요한 전압을 강제적으로 고정 시킨다는 의미 입니다.  이사를 가서 환경이 바뀌면 전원의 전압이 바뀔 수 있고, 그에 따라 플레이트 전압도 달라지므로 그에 맞게 조정 하여야 합니다.  그리고 진공관을 새로 바꾸어나 사용 한 지 오래 되었을 때도 조정해 주어야 합니다.  왜냐하면 진공관이 바뀌거나 사용을 하게 되면 상호컨덕턴스(Gm) 등 중요 파라미터 값이 바뀌기 때문 입니다.  고정 바이어스 방식은 통상 30w 이상의 고출력 앰프에 사용 되고 있으며, 캐소드 저항과 바이패스 콘덴서가 필요 없기 때문에 음질 열화가 적어 진공관 앰프에 대한 지식이 많은 분이라면 고정 바이어스 방식의 앰프를 추천 합니다.  참고로 바이어스 조정 방법은 앰프의 외부 또는 내부에 달려 있는 바이어스 전압 조정용 가변저항 트리머를 테스터의 수치를 보면서 매뉴얼에 지시된 데로 손 또는 드라이버로 돌리면 됩니다. 단 이때 가정으로 인입되는 전압이 220v 인지를 확인 하여야 합니다.  만일 전압이 시간에 따라 200v~230v 사이로 변한다면 바이어스 전압도 같은 비율로 변하기 때문 입니다.  그러고 진공관은 가열 되거나 에이징이 되면 수치가 바뀌므로 처음에는 매뉴얼에서 권장하는 전류값 80~90%로 조정을 하여 1주일 정도 사용 하는 것을 권장 합니다.  1주일 후에 1시간 정도 사용하여 뜨거워진 상태에서 바로 다시 측정을 하여 권장 전류값 100%로 조정하면 됩니다.  이때도 가정 전압이 220v 인지를 확인 하여야 합니다.

2) 자기 바이어스 방식 (Self Bias Circuit)

자기 바이어스 방식은 전원 트랜스포머 바이어스 C 전원으로 부터 – 전원을 공급 받지 않고 캐소드와 그리드의 전위차를 이용하여 자동으로 바이어스 전원을 공급 받는 방식 입니다.  그러므로 별도의 C 전원이 필요 없습니다.  자기 바이어스 방식은 캐소드에 흐르는 전류를 이용하여 캐소드와 샤시 사이에 저항을 넣고 (B전압의 0 전위), 이 저항 양단에 나타나는 전압을 바이어스로 이용하는 방법 입니다.  자기 바이어스 방식은 자동으로 바이어스를 공급 받으므로 진공관의 플레이트 전류(Ip), 상호컨덕턴스(Gm)과 같은 파라미터의 의존도가 낮은 편 입니다.  자기 바이어스 방식은 진공관이 클리핑 영역까지 과 출력이 되더라도 바이어스 저항 내부로 흐르는 전류의 변화에 의해 자기 피드백이 형성 되어 동작점을 안정화 시켜 줍니다.  이 때문에 출력관을 교체해도 바이어스를 조정 할 필요가 없이 자동으로 맞추어 줍니다. 그러나 자기 바이어스 방식은 입력신호가 변화하는 동안에도 캐소드에 일정한 바이어스 전압을 유지 시켜야 합니다. 그러나 신호가 크게 변하면 바이어스가 변동하게 되므로 출력관이 불안정 해지고 디스토션이 증가 될 수 있습니다.  그리고 자기 바이어스 방식은 출력관의 전류값의 편차가 크면 주어진 캐소드 저항값에 의해 아이들링이 광범위하게 변하게 됩니다.  이처럼 자기 바이어스 방식은 회로가 허용하는 편차 내에서는 바이어스가 자동으로 조정되어 앰프가 안정적으로 작동 됩니다.  그러나 편차를 넘는 출력관을 사용 하게 되면 출력관이 매우 불안정 해 집니다.  그리고 자기 바이어스 방식은 캐소드 저항과 바이패스 콘덴서를 필요로 하기 때문에 신호 손실과 임피던스가 높아 집니다.  따라서 고품질 캐소드 저항과 콘덴서를 사용 하여야 합니다.  자기 바이어스 방식은 사용이 간편한 저출력 파워앰프나 미세한 신호를 증폭하는 프리앰프 회로에 많이 사용 됩니다.

현대앰프는 진공관의 높은 특성을 요구 하므로, 가급적 선별관을 사용하자. 오디오는 민감한 기기이므로, 가능한 밸런스가 맞는 진공관을 사용하는 것이 음의 균형에 유리 합니다.  진공관은 생산공장에서 생산되어 직접 공급되는 원관(original tube)과 골든드래곤, 엔틱 셀렉션스, 램랩스, 골든튜브, 골드에어로와 같이 진공관 검수회사에서 선별하여 판매하는 선별관이 있습니다.  선별관(selected tube)은 소수의 특성이 좋은 진공관 만을 골라내어 페어 체크 하였으므로, 음질 면에서나 안정성 면에서 매우 유리 합니다.  특히 요즘 생산되는 파워앰프는 능률(dB)이 낮은 스피커를 구동해야 하므로 고출력을 요구 합니다.  그러나 진공관 앰프로 고출력을 내기는 쉽지가 않습니다.  고출력 진공관 앰프는 사용 상에 있어서 많은 문제점을 안고 있으며, 고출력을 위해 출력관의 혹사를 요구하고 있습니다.  따라서 출력관이 쉽게 망가지거나 밸런스를 맞추기가 어려워지므로 절대적으로 선별 페어관을 사용하는 것이 좋습니다.

AS-KT88-JJ

프리앰프에는 저잡음관을 사용하자. 진공관을 사용 하는데 있어서, 출력관의 밸런스 문제와 함께, 초단관의 잡음(noise)과 험(hum)이 큰 문제점으로 대두되고 있습니다.  잡음과 험은 진공관 자체의 결함에 의한 문제점도 있으나, 현실적으로 잡음 및 험이 제로인 진공관은 존재하지 않으므로 문제가 복잡하여 집니다.  왜냐하면 잡음이란, 프리앰프의 증폭 및 부하의 정도, 진공관의 종류, 파워앰프의 특성 그리고 스피커의 민감도에 따라 잡음과 험이 스피커로 나타날 수도, 또는 나타나지 않을 수도 있습니다.  즉 잡음과 험은 시스템에 따라 상대적이므로, 동일한 진공관을 사용 하더라도 사용 시스템에 따라 잡음이 들릴 수도, 그렇지 않을 수도 있습니다.  따라서 가급적 구관이나 원관(original tube) 보다는 선별관을 사용하는 것이 좋습니다.  또한 오디오 리서치, 컨버젼트 오디오와 같은 프리앰프들은 디지털 소스를 소화하기 위하여, 대역이 넓고 직진성이 높은 진공관을 선호하고 있습니다.  대표적인 진공관으로는 6DJ8/ECC88/6922이 있는데, 이 진공관의 직진성과 텐션을 좋게하기 위해 과부하를 걸어주는 경우가 많습니다.  따라서 6DJ8 진공관은 매우 높은 고성능 특성이 요구되므로, 필히 골든드래곤, 엔틱셀렉션스, 골든튜브, 골드에어로, 램랩스와 같은 선별관을 사용 하여야 합니다. .  참고로 진공관 앰프에 잡음이 발생 할 경우에 잡음 진공관을 찿는 방법은 다음과 같습니다.  먼저 의심나는 진공관을 왼쪽 또는 오른쪽 채널로 옮겼을 때, 잡음이나 험이 문제의 진공관을 따라 다른 채널로 옮겨 가는지를 확인하면 됩니다.						골든드래곤 Gold Series
						골든드래곤 Standard Series
구관 명관은 고가이므로, 정밀 테스트에 의한 검증된 페어관을 사용하자. 출력관은 필히 페어(pair) 매칭된 진공관을 사용 하여야 합니다.  신관과는 달리 구관 명관은 페어 출력관을 구하기가 어려울 뿐더러, 30~40년 묵은 군용 테스트기로 측정 할 경우 페어를 정확히 맞추기가 어렵습니다.  하지만 구관은 고가이므로 더욱 페어 매칭에 신경을 써야 합니다.  페어가 맞지 않으면 쉽게 진공관이 손상 되거나 앰프에 무리를 줄 수 있습니다.  페어 출력관을 사용하면 다음과 같은 이점이 있습니다.  첫째, Cross Distortion을 제거하기 때문에 보다 나은 sound를 얻을 수 있습니다.  둘째, 출력관을 보호 하므로 장시간 사용이 가능 합니다.  셋째, 페어관은 진공관에 별도의 Ip와 Gm값이 기재 되므로 출력관 교체 및 보수에 유리 합니다.					KT88 골드 라이온 (중고)
가능 하다면 진공관을 에이징 하여 사용 하자. 진공관 에이징(숙성 또는 버닝)에 대해 말들이 많지만 진공관을 제대도 숙성 시키면 음질과 수명이 개선 되는 것은 확실 합니다.  에이징에는 히터 에이징과 플레이트 에이징이 있습니다.  음질을 개선 하기 위해서 이 2가지 만을 행 하여도 되지만, 보다 확실한 음질 향상 에이징을 위해서는 기술적이고 전문적인 숙성과정이 필요 합니다.  즉 진공관 숙성기로 히터와 플레이트 에이징 외에 진공관 제조시에 발생된 자력과 전극 자체에 내재 응집된 자기장 및 저항분을 제거 순화 해 주어야 합니다.  이러한 과정을 통해 확연한 음질 향상을 볼 수 있습니다.
사용하는 용도에 따라 적당한 진공관을 선택하자. 진공관은 용도에 따라 적절한 관을 선택 하여야 합니다.  출력관(power tube)이 푸시풀 회로(push-pull circuit)에서 사용되는 경우는, 가능한 페어 메칭(pair matching)된 관을 사용 하여야 합니다.  물론 파워앰프 자체에 바이어스(bias) 조정을 할 수 있는 고정 바이어스 방식의 앰프는 다소 페어 편차에 여유가 있으나, 이 방식도 페어 체크된 진공관을 사용하는 것이 바람직 합니다.  그리고 프리앰프의 경우는 포노와 라인부의 증폭 게인이 파워앰프에 비해 높으므로, 특히 포노부는 잡음 선별된 관을 사용하는 것이 좋습니다.  출력관과 달리 초단 드라이브관은 각각의 진공관이 정확히 페어일 필요는 없으나, 쌍 3극관인 경우는 진공관 내부의 페어 값이 맞는 것을 사용하는 것이 좋습니다.  특히 6DJ8/6922/ECC88관은 잡음 및 포닉에 매우 취약한 진공관이므로, 프리앰프의 포노에 사용 할 경우에는 필히 골든드래곤과 같은 선별관을 사용하거나 진동 방지링을 끼워 사용하는 것이 좋습니다. 불량 소켓을 사용하면 진공관이나 앰프가 손상 될수 있으니 주의 하자. 진공관 앰프를 오래 사용하면 소켓이 헐거워 지거나 이물질이 끼어 접점이 좋지 않을 수 있습니다.  접점이 좋지 않으면, 작동이 되지 않거나, 잡음 또는 이상 가열이 되어 수명이 단축 될 수 있습니다.  그러므로 신품 소켓으로 갈아 주거나 또는 접점을 청소하고 오무려 주어야 합니다.
좌우 스피커에서 전혀 소리가 나지 않는다. 먼저 휴즈와 정류관이 나갔는지 확인한다.  휴즈를 교체 하여도 좌우 스피커에서 소리가 나지 않는다면 양 채널의 출력관 1개 혹은 2개가 죽은 경우일 가능성이 큽니다.  즉각 사용을 중지 하고 출력관을 검사 하기 바랍니다. 한쪽 스피커에서 전혀 소리가 나지 않는다. 좌측 채널의 출력관을 우측 채널 위치로 바꿔 보십시오.  만일 소리가 한쪽으로 이동 한다면 소리가 나지 않는 관이 불량이니 교체 하기 바랍니다. 한쪽 스피커에서 만 소리가 난다. 프리앰프와 파워앰프의 좌측 동일 형번의 초단관을 우측의 동일 초단관 위치로 바꿔 보십시오.  만일 소리가 한쪽으로 이동 한다면 소리가 나지 않는 관이 불량이니 교체 하기 바랍니다. 스피커에서 험이 발생 한다. 출력관의 바이어스 전압을 조정하여 본다.  계속해서 험이 발생 한다면 출력관 중 하나가 불량일 가능성이 높다. 진공관의  플레이트가 빨개진다. 출력관의 바이어스 전압을 다시 조정해 본다.  만일 계속 같은 현상이 발생 하다면 중단 시키고 출력관을 검사 한다. 좌우 채널의 소리가 불균형 이다. 출력관 1개가 죽은 경우 입니다.  또는 초단관의 증폭도가 서로 언밸런스 인 경우도 있으니 검사하기 바랍니다.
진공관 핀의 이물질을 제거한 후 사용하자. 진공관은 소모품이므로, 즉 백열전구와 같이 한순간에 작동 불능이 될수도 있습니다.  진공관을 좋은 음질로 오랫동안 사용하기 위해서는 진공관 핀(pin)의 이물질을 제거하여 진공관 소켓과의 접촉을 좋도록 하여야 합니다.  특히 수십년 전에 제조된 구형 빈티지관(vintage tube) 들은 보관 상태에 따라 핀에 녹이나 이물질이 묻어 있거나 휘어져 있는 경우가 많아, 전기가 제대로 공급되지 않을 수 있으므로, 이를 깨끗이 닦아 주어야 합니다.  특히 6X4, 12AX7, 6DJ8, 12AT7와 같은 7-9핀형의 소형 MT관은 소켓 접촉 불량이 많아 작동이 되지 않거나, 잡음이 발생 될 수가 있으므로 특히 주의 하여야 합니다.
출력 진공관에 발생되는 파란 불빛은 나쁜 것이 아니다. 출력 진공관을 보면, 파란 불빛 덩어리가 진공관 내부에서 흐르는 경우가 간혹 있습니다.  이것이 진공관의 수명과 음질에 좋은 것인가에 대한 것은 명확하게 밝혀 진 것은 없습니다.  그렇지만 그것이 발생되던 아니던 간에, 진공관에는 아무런 문제가 없습니다. 진공관의 필라멘트에 불이 켜져 있어도 작동되지 않는 진공관 일 수가 있다. 싱글앰프는 채널당 하나의 출력관을 사용 하므로, 한 개의 출력관이 작동되지 않으면, 한쪽 스피커에서 소리가 나지 않습니다.  그러나 출력관이 채널당 2개 이상 씩 사용되는 푸시풀 앰프는 하나의 출력관이 작동되지 않더라도 스피커에서는 소리가 날 수가 있습니다.  이때 음의 박력이 떨어지고 음의 밸런스(balance)가 맞지를 않게 됩니다.  문제는 출력관이 작동되지 않더라도 필라멘트(히터)가 끊어지지 않으면 외관상으로 작동되는 것 처럼 보일 수 있다는데 있습니다.  이 경우는 출력관을 만져보면 상대적으로 많이 뜨겁지 않는 출력관이 있습니다.  이 진공관을 작동불능 출력관으로 의심을 하고, 진공관 테스터로 체크 하여야 합니다. 기타앰프 진공관과 하이파이 진공관은 무엇이 다른가? 기타앰프는 PA적인 성격이 강하며, 고 출력을 위해 정격을 넘어선 고압을 거는 경우가 많습니다.  또한 독특한 음향효과를 얻기 위해, 매우 가혹한 조건에서 동작시켜 오버 드라이브(over-drive)나 디스토션(distortion)을 얻습니다.  오버 드라이브란 앰프의 볼륨을 최대로 하여 회로에 과부하를 걸어 출력신호를 찌그려서 잡음이 섞이게 만드는 음향효과를 말 합니다.  디스토션이란 입력신호에 미리 과부하를 걸어서 오버 드라이브 보다 찌그러짐을 강화시키는 효과 입니다.  따라서 기타앰프용 진공관은 고압 및 열적 안정성이 뛰어나야 합니다.  그러므로 기타앰프 선별관을 생산하는 미국 Ruby Tubes, Groove Tube와 같은 회사는 고압 안정성이 뛰어난 러시아 소브텍, EH, 스베트라나 진공관을 골라 기타앰프용 선별관으로  공급 합니다.  그렇지만 일반적으로 고압 안정성이 높은 진공관은 음의 섬세함이 떨어지고 반응이 늦어지는 경향이 있습니다.  따라서 하이파이 오디오에서는 고압 및 열적 안정성도 중요 하지만, 그 보다는 음의 해상도나 반응이 섬세한 제품을 구입하는 것이 홈 오디오에서는 유리 합니다.  이 때문에 기타앰프와 하이파이 사용자 간의 진공관에 대한 선호도의 차이가 발생 되기도 합니다. 정류관은 가능한 앰프 매뉴얼에서 규정한 동일 형번의 관을 사용하자. 정류관은 교류를 직류로 바꾸어주는 다이오드와 같은 역할을 합니다.  따라서 정격 규격의 제품을 사용 하여야 앰프의 무리를 줄일 수 있습니다.  5U4, 5AR4, 5R4와 같이 서로 호환 될 수 있는 진공관이 있으나, 이들은 서로 간의 전기적인 특성이 완벽하게 같지는 않으며, 앰프의 전원회로에 따라서는 사용 해서는 안될 경우도 있습니다.  이처럼 정류관을 잘못 사용하는 경우에는 앰프의 휴즈가 단락 되거나, 앰프, 진공관 또는 스피커에 무리를 줄 수가 있습니다.  따라서 오디오 제작자의 조언을 구한 후에 사용하기 바랍니다.
빈티지 앰프의 진공관을 보호하기 위해서는 앰프의 정기적인 검진이 필요하다. 많은 진공관 오디오 매니아들은 과거 60~70년대 이전에 생산된 빈티지 앰프를 사용하고 있습니다.  빈티지 앰프는 현대 앰프로서 흉내 낼수 없는 특유의 멋이 있습니다.  그러나 오랫동안 사용하면 많은 부품이 열화 됩니다.  일반적으로 전해 콘덴서의 열화기간을 20년으로 보고 있습니다.  그리고 나머지 콘덴서와 저항도 40년을 넘지 않습니다.  이 때문에 많은 빈티지 앰프의 부품들이 사용불능 상태에 있으며, 이것은 결국 해상력의 저하와 험의 발생 그리고 진공관의 손상을 가져 옵니다.  따라서 빈티지 앰프에 진공관을 사용하는 경우는 콘덴서에 누설 전류가 없는지, 저항이 열화되어 과도한 전압이 진공관에 걸리지 않는 지를 확인하는 것이 좋습니다.			Transcendent Tube 분석기
진공관은 제조 회사에 따라 핀(pin)의 굵기가 다소 다를 수 있으니 주의하자. 핀이 소켓에 제대로 삽입되지 않으면 진공관이 작동되지 않거나 잡음 또는 이상 가열이 될 수 있습니다.  모든 진공관의 핀 규격은 세계기준에 의해 정해져 있으나 회사마다 약간의 허용편차는 있습니다.  그러므로 핀이 다소 굵은 경우는 진공관 소켓에 삽입시 뻣뻣 하므로, 가이드와 핀구멍을 소켓에 정확히 맞춘 다음에 부드럽게 흔들면서 삽입 하여야 합니다. 그리고 핀이 가늘면 소켓이 헐거워 접촉이 좋지 않을 수 있으니, 소켓 내부의 접점을 오므리거나 진공관 핀을 가지런히 편 후에 사용 하는 것이 좋습니다. 중고 앰프를 구입하면 사용 하기 전에 진공관을 체크하자. 중고 앰프를 구입 할 때, 앰프의 외관과 내부는 꼼꼼히 확인하는 반면에, 장착된 진공관의 성능에 대해서는 무신경한 경우가 많습니다.  중고 앰프의 진공관은 그 상태를 정확히 알수 없기 때문에, 필히 구입 전 또는 구입 후에 진공관의 상태를 확인하고 사용하는 것이 좋습니다.  진공관의 Gm과 Ip 그리고 페어는 맞는지, 그리고 동일한 회사의 진공관으로 페어가 구성되어 있는지를 확인 하여야 합니다. 앰프의 전원을 켤 때 순간적으로 진공관 밑바닥이 밝아지는 것은 이상이 아니다. 진공관 앰프를 처음 작동시, 순간적으로 진공관 밑바닥이 밝아졌다가 사라지는 경우가 있습니다.  특히 12AX7, 12AU7, 6DJ8과 같은 9핀 초단관에 많이 볼 수 있는데, 순간적으로 히터에 전원이 공급되는 과정에서 발생되는 현상 때문으로 생각 됩니다.  전열선 난방기구를 처음 켰을 때, 전열선이 순간적으로 밝아졌다가 정상으로 돌아오는 것을 보았을 겁니다.  이와 같이 진공관의 개별 차에 따라 그 정도가 다를 수 있으며, 진공관의 성능과는 관련이 없습니다.

진공관 에이징 요령 및 수명 연장법

여러분이 새차를 구입 하였다면 바로 100Km/h의 속도로 달리지는 않을 것 입니다.  처음에는 조심 스럽게 서행으로 주행을 하고, 그 다음에는 중간 속도로, 마지막에는 고속도로에서 최고속도로 달려 엔진의 길을 들일 것 입니다.  만일 이런 절차를 밟지 않았다면, 몇 달 후에는 같은 차 임에도 불구하고 엔진 성능에서 많은 차를 느낄 수 있을 것 입니다.  그런데 여러분은 진공관을 구입하여 자동차와 같은 절차를 밟아서 사용하고 계십니까?  대부분은 바로 진공관을 꼽은 다음에 본인이 좋아하는 음악을 들을 것 입니다.  특히 KT88, 6550, EL34, 300B와 같은 출력 진공관은 약 400v의 고압에서 고전력으로 동작 합니다.  진공관을 구입 하자마자 작동 시키는 것은 방금 구입한 차를 100Km/h 이상의 속도로 달리는 것과 똑 같습니다.  이 같은 과부하는 진공관의 수명을 단축 시키고 음질을 거칠게 만듭니다.  그리고 구관(old vintage tube)도 동일한 에이징이 필요 합니다.  비록 구관이 사용된 진공관 이라고 할지라도 수 십년 동안 사용되지 않았다면, 장시간 사용하지 않은 차와 마찬가지로 서서히 작동 시켜야 충격을 완화 할 수 있습니다.  그러므로 진공관은 에이징(aging, burning in, warming up)을 시킨 다음에 사용하는 것이 좋습니다.  이처럼 진공관을 사용하기 전에 에이징을 하는 것은 비싼 진공관을 보호하고 수명을 연장 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 음질을 보다 숙성 시키기 위함 입니다.  보다 전문적인 방법으로는 전류값도 가변시켜 작업하는 것이 좋으나, 여기서는 가정에서 간단한 방법으로 할 수 있는 진공관 취급요령을 소개 합니다.

1. 정류관을 가지고 있거나 B+ 전압을 분리 시키는 경우

 1) 앰프의 정류관을 제거 합니다. (Heating & Filament Aging)

출력관을 에이징 하기 위해 초단관과 정류관을 제거 합니다.  이는 출력관으로 유입되는 신호 입력을 차단 시키고, 단지 히터 전원 만을 공급하여 출력관의 히터를 에이징 하기 위함 입니다.  참고로 정류관이 부착되지 않은 앰프는 B+ 전원을 단락 시키지 않고는 에이징이 불가능 합니다.

 2) 예열 시킨다. (Heating Time)

예열 시간은 정해진 원칙이 없으며, 약 2~12시간 정도 임의적으로 하면 됩니다.

정류관을 부착 한 후, 플레이트 전압을 흐르게 하여 플레이트 에이징 작업을 시작 합니다.  (Plate Aging)

히터 에이징 작업이 끝난 후, 정류관을 삽입한 다음, 다시 동일한 방법으로 플레이트 예열 작업을 반복 합니다.  참고로 초단관 에이징은 정류관과 출력관을 제거하고, 초단관 만을 장착하여 위와 동일한 방법으로 실시하면 됩니다.

3) 오디오를 1시간 간격으로 On/Off를 반복한다.

위의 에이징 작업이 끝난 후, 또는 위의 에이징을 생략하고 진공관을 1시간 정도 정상 작동시켜 충분히 가열 시킨 후에 한시간 정도 식힌 다음 다시 작동 시킵니다.  이와같은 방법을 몇일 또는 몇 주 동안 되풀이 합니다.  이 방법은 진공관의 수명을 연장 시키는 에이징이라기 보다는, 음을 빠른 시간 내에 숙성 시키는 방법 입니다.  뜨거움과 차가움을 반복 시키면 진공관 내부의 금속 및 이음새가 "불림작용"에 의하여 물성이 안정화 됩니다.  이와같은 방법으로 에이징 시키면, 온냉이 반복 될때 마다 음질이 변화 됨을 느낄 수 있습니다.

2. 고정 바이어스를 변화 시키는 경우

이 방법은 출력관의 플레이트 전류량을 강제적으로 조정 할 수 있는 방식인 고정 바이어스 회로 방식의 앰프에 적용 됩니다.  이 방법은 위의 예열 워밍업이 끝나고 반복 할 수 있는 방법으로, 출력관을 보호하고 수명을 연장시켜 줍니다.  방법은 다음과 같습니다. 

1) 앰프의 바이어스 전압을 낮추어서 플레이트 전류가 앰프 권장치의 70% 정도로 약 5분간을 흐르게 합니다.  예를 들면 바이어스  전압이 -20v라면 -25v로 변화 시키면 플레이트 전류량이 줄어들게 됩니다.  반면에 바이어스 전압이 -20v에서 -15v로 변화 되면 플레이트 전류량은 증가하게 됩니다. 

2) 시간이 지났으면 앰프의 전원을 끄고 출력관을 식힌 후, 다시 권장치의 80%로 바이어스 전압을 조정하여 10시간 정도 작동 시킵니다. 

3) 10시간 후 다시 권장치를 90%로 올려 20시간 정도 가동 시킵니다.  

4) 마지막으로 정상 권장치의 전류값으로 바이어스를 조정 한 후에 앰프를 사용 합니다. 

5) 신품 진공관은 앰프에서 100시간 정도 사용하면 출력관에 약간의 물리적 변동이 생기게 됩니다.  이때 변동된 전류값을 바이어스 전압으로 변동시켜 권장치의 100%로 회복 시킵니다.  그 다음 부터는 1000시간 마다 변동된 플레이트 전류값을 바이어스로 조정하면 됩니다.

3. 전문 에이징 장비를 사용하는 경우

오디오파트는 보다 확실하고 고음질 숙성을 위해 미국 엔틱 셀렉션스의 업무용 음질 향상기인 Demagnetizer & High Fidelity Tube Maker 를 사용 합니다.  본 기기는 2Hz에서 30KHz의 광대역 시그널을 진공관에 발생 시켜 진공관 내의 전극의 자기장과 응집된 저항분을 제거 하고 전극의 신호 전송을 유연화 시켜 줌으로서, 진공관의 다이나믹 레인지를 확장 시키고 음질을 선명하게 만듭니다.  본 기기는 AS사의 Swing Frequency Signal 이라는 펄스 자극과 주파수 프로그램으로 진공관 제조 때 금속 전극에 잔류하는 전자력 또는 전극 자체에 내재 되어 있는 전자장을 제거 합니다.  신품 진공관은 대략 12~24시간 정도 숙성 시키는데, 이때 필라멘트 전원을 1v에서 시작하여 4v, 5v, 6v, 8v, 10v, 12v로 변환하여 예열 하고, 플레이트 전원을 120v에서 400v까지 변환 시킴으로서, 민감한 진공관을 보호 하면서 자연스럽게 최적의 특성에 맞추어 에이징 시킵니다.  음질 향상 가능 진공관은 2AX7/ECC83, 12AU7/ECC82, 12AT7/ECC81, 6DJ8/ECC88, 6H30Pi, 12BH7, 6SN7GT, 6SL7GT, 300B, 2A3, KT88, 6550, EL34, 6L6, 6V6 등 이며, 소요 시간은 12~24시간 입니다.  또한 진공관은 장시간 사용하면 전극에 자기장이 축적 되는데, 6개월에 한번 정도 1~2 시간 숙성 시킴으로서, 잔류 축적된 자기장을 제거하여 보다 향상된 다이나믹 레인지와 선명하고 투명한 최상의 음질의 진공관으로 유지 시킬 수 있는 획기적인 기기 입니다.  당사는 고객의 요청에 의해 24시간 에이징 서비스를 실시하고 있습니다. 

진공관 형태 진공관은 에디슨에 의해 발명된 이후, 고 효율화와 소형화의 방향으로 발전하여 왔습니다.  그리하여 진공관은 전구 모양의 Tennis Ball에서 MT관 까지 다양한 변화의 단계를 밟아 왔습니다.  진공관 산업이 성장하자 많은 기업들이 생겨 났으며, 그들은 고 효율, 저 비용, 소형화에 주력 하게 되었습니다.  초기 진공관 시장의 승리자는 RCA였으며, 그후 GE가 최후의 승자가 되었습니다.  전자산업의 발전은 차츰 오디오 수요보다 산업 측면이 강조 되기 시작 하였습니다.  통신 전자기기의 증가와 원가절감, 소형화의 경쟁은 진공관의 음질적인 측면이 무시 되기 시작 하였습니다.  70년대 이전의 진공관 음질이 좋다는 이유가 여기에 있습니다.  그리하여 구관 일수록 직진성과 출력와 같은 물리적 스펙은  떨어지나 음감과 음색에 깊이가 있다는 것은, 그 당시 대량생산 시스템이 아닌 수공으로 생산 되었다는 점, 초기의 진공관이 음성 전달용으로 개발 되어  후기의 고주파 특성과 물리적 스펙이 강조된 제품에 비해 우위를 가지지 않았나 생각 됩니다.  아래의 그림의 왼편에서 오른편으로 진공관의 형태의 변화를 보여주고 있으며, 이것은 진공관 가격표에도 표시되어 있으니 참조 하기 바랍니다.

진공관 취급 방법

적정 소켓 사용

진공관 소켓에는 고열, 고압이 발생 되므로, 저급의 플라스틱 소켓을 사용 할 경우에 스파크와 발진 및 잡음이 발생 될 수 있습니다.  또한 오래동안 사용된 소켓은 접점이 좋지 않을 수가 있습니다.  이때문에 잡음이 발생 되거나 진공관이 이상 과열 되기도 합니다.  따라서 절연 및 내열에 강한 세라믹 소켓을 사용 하거나, 소켓의 이물질을 제거하고 접점을 오무려 주는 것이 좋습니다.

불량핀 사용 주의

진공관은 수 십년전에 생산된 제품이 많으므로 핀이 녹슬어 있거나, 휘어져 있어 접속 불량의 원인이 되어 작동이 되지 않거나, 잡음 또는 앰프에 이상이 생기는 경우가 많습니다.  이때는 소켓과 진공관 핀의 이물질과 녹을 완전히 제거 한 후, 핀 교정기로 고쳐야 합니다.  또한 신품 소켓은 뻣뻣하여, 오히려 접속에 좋지 않을 수도 있으니 사용하지 않는 진공관의 핀을 이용 하여 몇차례 접점을 부드럽게 한 뒤 사용하면 좋습니다.

진공관 설치 방향 주의

진공관은 일반적으로 핀 부분을 아래로 하여 수직으로 부착하나, 슬림형의 앰프를 만들기 위해 눕혀서 부착 할 경우에는 다음의 방향으로 설치 하여야 하며, 가능 하다면 진공관 클램프를 사용하여 진공관이 소켓에서 빠지지 않도록 하는 것이 좋습니다.  1)정류관은 필라멘트의 평면이 지면과 수직으로 되게 하여, 필라멘트가 중력에 의해 플레이트에 쇼트되지 않도록 해야 합니다.  2)직열관은 필라멘트의 평면이 제 1 그리드의 기둥과 수직이 되게 하여 중력에 의해 서로 쇼트되지 않도록 해야 합니다.

NC 핀 사용 불가

사용되지 않는 핀(NC)을 가급적 중계 단자로 사용 하지 않는 것이 좋습니다.  혹 NC핀에 전압이 걸리면 진공관의 특성이 변하거나 잡음이 발생 될 수도 있습니다.

외부 노이즈 차폐

포노 프리앰프와 같이 증폭율이 큰 경우, 외부 잡음을 차단하기 위해 실드 소켓을 사용하는 것이 차폐 뿐만 아니라 방열, 진동 방지에도 좋습니다.

진공관 용어 정리 진공관 형번 (Tube's Code)      <진공관 바로가기 개별 진공관의 이름을 나타내며, 회사가 다르더라도 같은 형번은 동일한 전기적인 특성을 가지므로 교체하여 사용 할 수 있습니다.  예들 들면 ECC83은 12AX7의 유럽 형번으로 전기적인 특성이 동일한 진공관 입니다. 회사명 (Brand Name) 진공관에 인쇄된 상표는 제조회사 및 선별회사 또는 판매회사의 브랜드를 나타 냅니다.  대표적인 진공관 제조 회사로는 Shuguang, Sovtek, Svetlanan, Ei, JJ Tesla, RCA, GE, WE, Sylvania, Tung-Sol, Philips, Telefunken, Mullard, Philco, Kenrad, Valvo, GEC, Mazda, Raytheon, Silverton, Amperex 등이 있습니다. 외형 (Shape) 진공관 유리 모양(shape)을 나타내며 자세한 내용은 “진공관의 형태”를 참조 하십시오. 소켓 (Socket) 진공관의 밑면에 있는 전극 핀을 지지하는 커넥터(socket)로서, 러그(lug) 타입과 기판(PCB) 타입이 있습니다. 접속 (Pin Out) 개별 진공관의 전극 구조 및 그에 따른 전극 핀의 위치를 나타낸 핀 접속도(pin out)로서, 진공관 앰프 제작에 중요한 자료가 됩니다.  앞 장의 진공관 베이스 접속도를 참조 하시기 바랍니다. 신관 (Newly Tube) 진공관은 80년대 이후 거의 생산이 중단 되었으나, 아직도 소브텍, 슈광, JJ 테슬라와 같은 회사들은 생산을 계속 하고 있습니다.  이들의 진공관을 신관이라고 합니다.  참고로 엔틱 셀렉션스, 골든튜브, 골든드래곤, 골드에어로와 같은 선별회사는 이들 신관을 선별하여 그들 브랜드로 판매하는 회사 입니다. 구관 (Old Tube) 과거 80~90년대 이전에 생산 하였으나, 지금은 생산이 중단된 제품으로, 주로 미국과 서유럽 진공관 회사를 가리킵니다.  이들 제품 중 사용하지 않은 관으로 추정되는 제품을 NOS (New Old Stock)라고 합니다. 선별관 (Selected Tube) 진공관의 특성을 체크하여, 잡음과 전기적인 특성이 좋은 제품 만을 골라 페어 체크한 관 입니다.  Antique Selections, Golden Dragon, Golden Tube, Gold Aero, Ram Labs, Gloove Tubes, Ruby Tubes가 대표적인 선별관 메이커 입니다.  선별관은 Gm, Ip 및 전기적인 특성이 아주 좋은 제품을 골라 내므로, 음질이 좋으며 잡음 가능성이 매우 적습니다.  특히 프리앰프 초단관과 파워앰프 출력관은 오디오에 있어 매우 중요 하므로, 가능 하다면 선별관을 사용 하는 것이 좋습니다. 페어관 (Pair Matched Tube) 개별 진공관 간의 밸런스를 맞추기 위해, Gm과 Ip 값이 비슷한 제품의 짝을 맞쳐 놓은 관(pair) 이지만, 선별과정을 거치지 않으므로 선별관은 아닙니다.  오디오파트는 서로 전기적인 특성이 비슷한 2개 또는 4개의 관을  Gm과 Ip값을 체크하여 페어 분류하여 판매하고 있습니다. 프리미엄 관 (Premium Tube) 진공관 중 최고의 제품을 말 하는 것으로, 여러 진공관 중에 가장 음질 및 전기적인 특성이 양호한 제품을 골라낸 제품을 말 합니다.  따라서 선별관 중에도 프리미엄 관이 있을 수 있습니다.  오디오파트 또한 수입된 진공관을 측정하여 상급인 "프리미엄관"과 하급인 "이코노믹 관"으로 분리하여 판매하고 있습니다. 미개봉 박스 (No Open Box) 전혀 개봉되지 않은 진공관(No Open Box)을 말하며, 텔레풍켄의 미니어쳐(MT)관인 12AX7 같은 초단관의 일부가 수축비닐로 밀봉된 것을 가리킵니다.  그리고 과거 50년대 이전의 빈티지관의 일부가 박스에 밀봉된 경우가 있었습니다.  그외 진공관은 대부분 오픈 가능한 일반 박스에 포장 되었기 때문에, 이 경우에는 No Open Box는 의미가 없습니다. NOS (New Old Stock) 오래전에 생산 되었지만 사용되지 않은 구관을 말 합니다.  구관은 일부 텔레풍켄 제품을 제외하고 미개봉 박스(No Open Box)가 아닌 개봉 가능한 포장으로 되어 있습니다.  따라서 실제적으로 NOS는 전혀 사용되지 않은 구관을 의미하기 보다는 오래 전에 생산된 구관 중 사용되지 않았거나, 약간만 사용 된 것으로 추정되는 제품을 가리킵니다. 다이아몬드 마크 (Diamond Mark) 텔레풍켄 MT형의 초단관 유리 밑에 찍혀 있는 마름모 로고를 가리키는 것으로, 오직 MT관에만 있습니다.  이 마크가 오리지널 독일 텔레풍켄에만 있다고 하여 유명해 졌습니다.  그러나 독일 오리지널 관 임에도 이 마크가 없는 경우도 있습니다. 미국관 (American Tube) 미국에서 생산된 진공관을 말하며, 구관이 대부분 입니다. 유럽관 (European Tube) 과거 유럽에서 생산된 서유럽 진공관을 말 합니다. 군용관 (Military Tube) 군용 목적으로 생산된 진공관을 말합니다.  일반적으로 내구성이 좋으나, 80~90년대 후반 이후에 생산된 Green Logo의 군용제품은 음질이 떨어 집니다. 복각관 (Reprica Tube) 재 생산된 진공관을 말 합니다.  웨스텐 일렉트릭의 300B, 멀라드의 EL34, 텅솔의 6550 처럼 명관을 오리지널과 똑같이 복각한 제품 입니다.  오리지널과 동일한 구조와 외관을 가지고 있으며, 상대적으로 가격이 저렴하여 많은 인기를 끌어 있는 제품 입니다. 백색 상표 (White Logo) 진공관의 상표가 백색으로 인쇄된 상품으로, GE 60~70년대 제품을 가리킵니다. 녹색 상표 (Green Logo) 진공관의 상표가 녹색으로 인쇄된 상품으로, 주로 GE나 실바니아의 80년대 이후의 군용 제품에 많으며, 음질은 일반 구관에 비해 떨어 집니다. 고 신뢰관 (High Performance Tube) 계측 장비나 군용을 위해 특수 목적이나 가혹한 조건에서 작동 될 수 있도록 특별히 제작된 진공관을 말 합니다. 청색관 (Blue Tube) 특수 목적으로 사용하기 위해, 또는 일반관과 구별하기 위해 유리관이 청색인 제품 입니다. Clean Top 일명 대머리 관으로 불리는 진공관으로, MT 진공관의 개터가 위에 있지 않고 플레이트 양쪽 옆에 있는 진공관으로 6CG7 C/T가 유명 합니다. 적색 베이스관 (Red Base) 진공관의 소켓 베이스가 적색 플라스틱으로 된 진공관을 말 합니다.  5691과 5692가 유명 합니다. 금 핀 (Gold Pin) 접속 핀이 금 도금 되어 있는 진공관으로 고급관에 주로 많습니다. 벌크관 (Bulk Tube) 상표가 없는 진공관, 선별 되거나 페어 체크 되지 않은 일반관 또는 개별 박스가 없는 진공관을 벌크관(bulk tube)이라고 통칭 합니다.  또는 선별관과 비교하여 소브텍이나 슈광에서 생산된 선별되지 않은 원관을 가리키기도 합니다. 먹관 (Grey Tube) 유리관 내부에 검은 색깔이 코팅된 진공관을 말 합니다. 유리관 (Glass Tube) 금속관과 구별하기 위한 말로, 일반적인 유리관을 말합니다. 금속관 (Metal Tube) 금속으로 밀봉된 진공관으로 6L6이 유명 합니다. 유사관 (Similarity Tube) 특성은 비슷하나 서로 교체 사용하기 어려운 진공관을 말하며, 교체 사용을 위해서는 세심한 검토가 필요한 관 입니다. 호환관 (Substitute Tube) 특성이 같거나 비슷하여 서로 대체하여 바꾸어 쓸 수 있는 진공관을 말합니다. 고전관 (Vintage Tube) 50년대 이전의 진공관 초기 라디오 시절에 생산된 빈티지 관으로서, 주로 Tennis Ball, Balloon (가지) 모양을 하고 있으며, 그중 상태가 양호한 관을 Vintage NOS라고 합니다.

진공관과 잡음

진공관이 오디오용으로 사용 되면서 잡음이 심각한 문제로 대두 되었습니다.  잡음(noise)이란 일반적인 험과 팝 노이즈 등을 통칭 합니다.  산업용 진공관은 자체의 잡음이 큰 문제가 되지 않으나, 이를 오디오용으로 사용 할 경우는 문제가 될 수 있습니다.  또한 오디오의 잡음은 상대적인 경우가 많아, 스피커의 민감도, 진공관의 사용 용도, 진공관의 부하정도에 따라서 잡음이 들릴 수도 있고, 그렇지 않은 경우도 있습니다.  결국은 절대적이지 않고 상대적이라는 것 입니다.  따라서 선별관을 구입하면 문제의 소지가 거의 없으나, 문제는 구관과 선별되지 않은 관 입니다.  옛날 관은 관 자체가 희소하여 선별전문회사에서 선별하여 판매하는 경우가 거의 없습니다.  결국은 위험부담을 줄이기 위해 선별관을 사용 하든지, 또는 위험을 감수하고 일반 구관을 선택해야 한다는 데 있습니다.  그리고 소브텍, EH, 스베트라나, JJ 테슬라와 같은 원관(original tube)을 생산하는 업체는 선별하여 판매하지 않습니다.  따라서 선별회사의 관을 구입 하든지, 아니면 오디오파트의 "프리미엄 등급"의 관을 사용하면 잡음 문제를 최소화 할 수 있습니다.  이에 대한 판단기준은 사용자에 달려 있습니다. 

진공관의 구조

진공관의 역사는 발명왕 토마스 에디슨에서 부터 시작 되었다.  에디슨은 1883년 새로운 백열 전등을 개발 하면서, 백열전구의 필라멘트와 양극(+)화 된 금속판(plate) 사이에 전류가 흐른다는 사실을 발견 하였다.  그러나 그는 이 현상을 이해 하지 못하고 단지 전등을 개량하는 일에 매달렸다.  그 후 그가 발견한 에디슨 효과(Edison Effect)에 주목하여 2극 진공관(diode)을 발명한 사람은 영국의 존 플레밍 이었다.  플레밍은 가열된 필라멘트가 전자를 방사하여 -전자가 금속판(+)으로 흡수 됨으로서, 전류가 흐른다는 열전자 방사를 밝혀 냈다.  플레밍은 이 원리를 이용하여 다이오드 라고 불리는 2극 직열 진공관이 발명 되었다.  이 2극 직열 진공관은 교류를 직류로 바꾸는 정류작용과 모르스 통신에 사용 되었다.  그러나 진정한 전자시대를 연 3극 진공관은 미국의 드 포리스트에 의해 발명 되었다.  그는 2극 진공관의 필라멘트와 플레이트 사이에 그리드(grid)를 삽입한 3극 진공관(triode)을 최초로 만들었다.  이 장치는 신호의 증폭도 가능한 것 이었다. 신호의 증폭이 가능 해지자 통신 거리의 한계가 극복 되었고, 라디오에 응용 되면서 전자산업이 비약적으로 발전하는 계기가 되었다.  여기에서는 먼저 진공관을 구성하는 각 전극의 구조와 특징을 설명하고, 진공관을 2극관, 3극관, 4극관, 5극관, 빔관의 발전 순서대로 특징을 살펴 봅니다.     <진공관 바로가기

2극관 (diode) 에디슨 효과를 그대로 이용한 것이 2극관(diode) 이다.  캐소드(cathode)와 플레이트(plate or anode) 라는 2개의 전극으로 구성된 것이 2극관 이다.  직열형 2극관은 필라멘트가 직접 가열 되어 전자를 방출하는 방식이며, 방열형은 직열형을 효율화 시켜 캐소드를 히터(heater)로 간접적으로 가열시켜 전자를 방출 시키는 방식이다.  방열형의 경우 캐소드가 가열되면 전자(-)가 나온다.  이때 플레이트에 +전압이 걸리면 플레이트는 전자를 잡아 당기게 되므로 캐소드의 전자가 플레이트에 흡수되어 전류가 흐른다.  반대로 플레이트가 –전압인 경우에는 캐소드의 전자(-)와 반발하여 전자는 플레이트로 가지 않고 전류는 캐소드에 모여 흐르지 않는다.  이처럼 2극관은 플레이트가 +일 때만 전류가 흐르고, -일 때는 흐르지 않는다.  따라서 플레이트 전압의 극성을 바꿈으로서 스위치 처럼 전류를 On, Off 단락 시킬 수 있으며, 전류의 세기는 플레이트 전압의 높낮이로 조정 함으로서 통제 할 수 있다.  이러한 특성 때문에 2극관은 주로 무신 모르스와 정류 검파용으로 사용 되었다.  대표적인 직열형 2극관 으로는 5U4G, 274B가 있으며, 방열형은 5AR4/GZ34가 있다.

3극관 (triode) 2극관의 캐소드와 플레이트 간에 그리드(grid) 전극을 추가 한 것이 3극관 이다.  그리드는 전자의 흐름을 늦추기 위해 격자 또는 그물 모양으로 되어 있다.  이 그리드의 역할로 2극관 에서는 불가능 하였던 증폭작용이 가능해 졌다.  3극관의 동작은 2극관과 똑같이 캐소드에서 나오는 전자가 플레이트에 부딪쳐서 동작된다.  2극관 처럼 플레이트에는 독립된 +전압을 연결하고 그리드는 캐소드(-)와 연결한다.  그러면 그리드 전압과 캐소드 전압이 동일하기 때문에 전자의 흐름을 방해하지 않고 플레이트 전압에 따라 전류가 흐른다.  그 다음에는 그리드에 +전극을 연결하고 -전극을 캐소드에 연결한다.  이렇게 하면 그리드는 캐소드와 서로 가까이 근접되어 있으므로 전자가 통과하는 것을 통제 함으로서, 플레이트에 도착하는 전자의 양과 플레이트 전류량을 조절하게 된다.  그 다음으로 그리드에 –전극, 캐소드에 +전극의 높은 전압을 건다.  이렇게 하면 그리드의 -전압이 전자(-)에 반발하여, 전자가 그리드 전극을 통과하는 것을 방해 한다.  그리드에 걸리는 -전압이 정도 이상이 되면 전자는 완전히 플레이트에 오지 않고, 플레이트 전류는 제로(0)가 되어 버린다.  이처럼 그리드는 캐소드 가까이 있기 때문에 작은 전압으로도 효과가 대단히 크다.  이는 작은 소리는 옆에서도 들리지만, 큰 소리는 멀리서도 안 들리는 것과 같다.  즉 그리드의 –전압을 약간 변화시켜 플레이트 전류를 큰 폭으로 변화 시킬 수 있다.  이것이 3극관의 증폭원리 이다.  그러나 3극관의 그리드와 플레이트는 -전압과 +전압으로 서로 마주 보고 있으므로 콘덴서 처럼 정전용량이 발생한다.  이는 저주파 증폭에는 큰 문제는 없는 편이나 고주파 증폭에서는 발진을 일으킬 수 있다.  대표적인 직열 3극관으로는 2A3, 300B가 있으며, 방열 3극관으로는 6J5가 있다.  그리고 쌍3극관은 주로 초단 드라이브 관으로 사용되며, 대표적인 진공관으로는 12AX7/ECC83, 12BH7, 6SN7GT 등이 있다.

4극관 (tetrode)

4극관은 3극관의 정전 용량을 없애기 위해서 그리드와 플레이트 사이에 스크린(screen)을 넣은 것이다.  이 스크린은 플레이트와 동일한 전압을 걸어줄 때 효과적으로 정전 용량을 제거해 준다.  4극관은 그리드와 플레이트 사이에 스크린을 넣어서 여기에 +전압을 걸어 준 것 이다.  이렇게 하면 정전용량이 적어져 고주파까지 안정적으로 증폭 시킬 수 있다.  또 전자는 스크린의 +전압에 의해 가속되기 때문에 능률이 향상되고 커다란 변화출력을 얻을 수 있다.  그러나 4극관의 스크린에 가속된 전자는 대단히 고속이기 때문에 플레이트와 충돌하여 전자가 다시 방출하는 2차 전자가 발생한다.  이는 전류를 감소 시키며, 새로운 전계를 형성하여 원하지 않는 문제를 일으킨다.

5극관 (pentode) 4극관의 2차 전자를 제거하기 위해 스크린과 플레이트 사이에 서프레셔(suppressor)를 넣어 이것을 캐소드에 연결한 것이 빔관(beam tube)이며, 서프레셔에 -전압을 걸어 2차 전자를 플레이트로 되돌려 보내는 진공관이 5극관(pentode) 이다.  이 서프레셔에는 캐소드와 동일한 전압을 걸어준다.  5극관은 스크린과 서프레셔 작용에 의해 안정적이고 커다란 출력을 얻을 수 있다.  이처럼 5극관은 4극 진공관의 문제점인 2차 전자를 다시 플레이트로 보내기 위해 4극관의 스크린과 플레이트 사이에 서프레셔를 넣어 준 것이다.  이 서프레셔는 전자의 속도를 줄여 주고 자유롭게 떠돌아 다니는 제2 전자를 다시 플레이트로 보내는 역할을 한다.  대표적인 5극관으로는 EL34가 있으며, 빔관으로는 KT88, 6550, 6L6, 미국형 EL34인 6CA7이 있습니다.