Artikel 5 Levensduur en kwaliteit van buizen.

Slijtage
Buizen hebben geen oneindige levensduur omdat ze, in tegenstelling tot halfgeleiders, aan slijtage onderhevig zijn. Deze slijtage betreft de achteruitgang van de emissie van elektronen van de kathode (zie deel 1). Deze slijtage gaat sneller naarmate de stroom door de buis groter is. Een eindbuis die in klasse A staat ingesteld slijt dus sneller dan een buis ingesteld in klasse B.

De zogenaamde signaalbuizen, de kleintjes in een buizenversterker, voeren zeer kleine stromen en gaan dus zeer lang mee (denk aan 10.000 uur). Na deze tijd is de emissie afgenomen tot 50%. Deze 50% wordt algemeen gezien als de definitie van 'einde levensduur'. Stel u luistert 5 dagen van de week iedere dag 3 uur, dan komt 10.000 uur overeen met ongeveer 13 jaar... En na die 10.000 ur is een buis dus niet defect. Misschien merkt u zelfs niet eens iets van deze achteruitgang. Zo'n oude buis heeft minder versterking en krijgt een hogere inwendige weerstand. De gebruikelijke tegenkoppelingen in een versterker reduceren het effect van de veroudering, vooral bij de signaalbuizen. Veroudering van eindbuizen resultert vooral in een vermindering van het maximum uitgangsvermogen en in een iets verminderde demping van uw luidspreker.

De levensduur van eindbuizen is zoals gezegd sterk afhankelijk van de instelling en ook van het type buis. Ter indicatie: een KT88 in klasse AB zal gemiddeld een levensduur hebben van 5000 uur.

Foutmechanismen
Een mankement kan zijn dat een las van een aansluiting van een elektrode slecht is. Dit manifesteert zich altijd in een vroeg stadium (dus binnen de garantie) maar komt sporadisch voor. Ook bij halfgeleiders treedt iets dergelijks wel eens op. Daarnaast kan na verloop van jaren de soldeerverbinding van power transistoren bros worden, hetgeen resulteert in een slecht electrisch contact.

Verder kan een buis wel eens vacuüm verliezen, meestal langs de aansluitpennen. Dit geeft dan een ionisatie van de aanwezige lucht. Dit geeft een purperen, roze gloed in de ruimte tussen kathode en anode. Vervanging is direct nodig; de buis zal snel defect raken.

Vaak wordt dit verward met de fluorescentie die vaak in eindbuizen valt waar te nemen. Deze fluorescentie ontstaat door de elektronen die vanuit de kathode met grote snelheid vertrekken en dan botsen tegen onderdelen van de buis. Deze onderdelen bevatten vaak lichte verontreinigingen. Door de botsing van de elektronen komen photonen vrij die dan licht geven. Dit mechanisme is goed te vergelijken met hetgeen in een TL buis gebeurt. Deze diepblauwe gloed is dus te zien nabij oppervlakken van bijvoorbeeld de anode of mica isolators. Deze gloed is heel normaal en niet te verwarren met verlies van vacuüm!

Bij zware eindbuizen die op een hoge anodespanning werken (vanaf zo'n 750 volt) treedt wel eens doorslag op vanaf de anode. Dit kan ontstaan bij een sterk verouderde buis die vaak tot het uiterste belast wordt.

Het zogenaamde strippen van de kathode oxidatie laag treedt op voornamelijk bij diezelfde zware eindbuizen die in koude toestand zwaar belast worden. Bij bijvoorbeeld zendbuizen is dit reden voor te gloeien voordat de hoogspanning wordt ingeschakeld.

Kwaliteitsgradaties
Van oudsher zijn er twee categoriëen buizen geweest. De grootste categorie is die van de 'entertainment' buizen, bedoeld voor de consument. De tweede categorie is die van de professionele toepassingen als zenders, militair gebruik, meetapparatuur en dergelijke. Professionele buizen hebben een langere levensduur, zijn mechanisch stabieler gebouwd, hebben nauwere toleranties, ruisen minder en zijn natuurlijk duurder. Een voorbeeld: de ECC83 is een entertainmenttype, de E83CC is de professionele versie.

Klankmatig hoeft een professionele buis zeker niet mooier te zijn dan een consumentenbuis. De klank wordt bepaald, ook hier, door de gebruikte materialen en constructies in de buis.

Uitwisselbaarheid
Juist bij buizen is het erg aantrekkelijk dat ze eenvoudig te verwisselen zijn. P.S.: hoedt u voor apparatuur waar buizen direct in een printplaat zijn gesoldeerd. Dat geeft vroeg of laat altijd problemen!

Signaal buizen kunt u vrijwel altijd straffeloos vevangen door een van een ander fabrikaat of door een 1 op 1 vervanger (b.v. de 12AX7 resp. ECC83 resp. E83CC). Pas echter op: er zijn gebalanceerde ontwerpen waar de symmetrie ingeregeld moet worden bij het wisselen van signaal buizen!
Eindbuizen vervangen moet ik leken afraden. Op de eerste plaats is vaak een afregeling nodig; op de tweede plaats zijn er sub versies die een beperkter voedingsspanningsbereik hebben. Een bekend voorbeeld is de 6550.

Vorige artikel: Een versterker eindtrap: varianten
Volgende artikel: Een goede buizenversterker als zodanig herkennen?