Кроме пентодов получили распространение лучевые тетроды. В них динатронный эффект устранен путем создания для вторичных электронов потенциального барьера между экранирующей сеткой и анодом.

В лучевом тетроде увеличено расстояние между экранирующей сеткой и анодом и сетки имеют одинаковое число витков, причем витки расположены друг против друга. При такой конструкции электроны летят от катода к аноду более плотными пучками — «лучами» (рис. 19.9). Чтобы они не летели в направлении держателей сеток, имеются экраны Э₁ и Э₂, соединенные с катодом. Кроме того, поверхность катода, находящаяся против держателей сеток, не покрывается оксидным слоем и поэтому не эмитирует.

За счет более плотных электронных потоков возрастает плотность объемного заряда. Это вызывает понижение потенциала в пространстве между анодом и экранирующей сеткой. Если напряжение анода ниже, чем экранирующей сетки, то в промежутке экранирующая сетка — анод образуется потенциальный барьер для вторичных электронов.

На рис. 19.10 показано распределение электронов в электронном пучке и потенциала в промежутке анод — экранирующая сетка при u_а < и_g2. Кривая 1 соответствует обычному тетроду или лучевому тетроду, если ток в нем небольшой. Кривая 2 для лучевого тетрода с нормальным анодным током показывает, что при и_а = 50 В и и_g2 = 200 В создается потенциальный барьер «высотой» 30 В для вторичных электронов, выбитых с анода. На участке от φ_min = 20 В до анода на вторичные электроны действует тормозящее поле, которое возвращает их на анод. А первичные электроны, имея большие скорости за счет напряжения экранирующей сетки, преодолевают этот барьер и попадают на анод.

В обычных тетродах экранирующая сетка «разбивает» электронные потоки и перехватывает много электронов. Поэтому не получаются достаточно плотные электронные потоки и не создается потенциальный барьер для вторичных электронов. Достоинство лучевых тетродов — уменьшенный ток экранирующей сетки (не более 7 % анодного).