Les différents inconvénients de la triode (capacité interne grille-plaque élevée, résistance interne et gain faible...) ont poussé les chercheurs à imaginer des solutions qui ont abouti à la mise au point de la tétrode (4 électrodes) et de la pentode (5 électrodes).

La tétrode

En ajoutant à la triode une grille supplémentaire entre la première grille et l'anode, on réduit fortement la capacité grille-anode de la triode. Cette grille supplémentaire G2 est appelée "grille écran" ou "écran" pour la distinguer de la "grille de commande" G1. Elle est reliée à une tension positive peu inférieure à la tension d'anode ce qui renforce l'action de l'anode sur les électrons émis par la cathode en les accélérant. L'écran se comporte un peu comme une anode en détournant une partie des électrons, il se forme alors un courant de grille écran. L'intensité du courant dans la cathode est la somme des courants écran et anode.
La résistance interne de la tétrode est beaucoup plus grande que celle de la triode, ce qui permet de réaliser des étages amplificateurs à grand gain.

Le problème de l'émission d'électrons secondaires

Un des inconvénients de la tétrode est une anomalie de la caractéristique IA (UA) due à l'émission d'électrons secondaires par la plaque qui sont alors captés par la grille écran très positive. Pour refouler les électrons secondaires vers la plaque, une grille à mailles trés larges et au potentiel de la cathode est placée entre l'écran et la plaque. Son influence sur les électrons accélérés par l'écran et l'anode est trés faible, par contre elle refoule facilement les électrons secondaires relativement lents. Cette grille est appelée "grille d'arrêt" ou "grille suppressor" que l'on rencontre dans la pentode.
Dans les tétrodes "à faisceaux dirigés" (comme la fameuse 6L6) des électrodes supplémentaires de concentration sont reliées à la cathode et leur charge négative repousse les électrons secondaires vers la plaque.

La tétrode à faisceaux dirigés

La tétrode à faisceaux dirigés a remplacé la trétrode ordinaire et constitue une alternative aux pentodes de puissance en BF et en HF. La grille d'arrêt est remplacée par des électrodes déflectrices au potentiel de la cathode et qui concentrent les flux d'électrons vers la plaque. Une particularité de la tétrode est la réalisation des deux grilles, dont les "barreaux" sont placés aux mêmes niveaux. Le courant d'écran est faible et le rendement est particulièrement bon. La caractéristique UA(IA) est rectiligne ce qui permet une faible distorsion.

La pentode

Ses 5 électrodes sont :
- K : Cathode.
- G1 : Grille de commande polarisée négativement.
- G2 : Grille écran reliée à la HT.
- G3 : Grille suppressor, au potentiel de la cathode.
- A : Anode reliée à la HT.
Le brochage et les caractéristiques des tubes peuvent être trouvés sur le Web (voir liens-composants)

Pentode à pente variable

En donnant à la grille de commande un pas d'enroulement plus faible vers les extrémités du ressort il est possible d'obtenir une caractéristique IA(UG) ressemblant à la figure ci-contre.
Suivant la tension de polarisation de la grille, la pente du tube sera plus ou moins forte et le même signal d'entrée S sera plus ou moins amplifié (S1 ou S2).
Un faible taux de distorsion ne peut être obtenu que pour des signaux d'amplitude particulièrement faible de façon à pouvoir considérer que la portion de la courbe est équivalente à un segment de droite.

Caractéristique d'écran de la pentode

voir : mesures sur une pentode (grille écran)