Triodă cu vid

Pe masa din bucătărie este un ibric cu apă rece. Nu se întâmplă nimic ieșit din comun, suprafața plată a apei tremură doar puțin de pe pașii cuiva din apropiere. Acum să punem tigaia pe aragaz și nu doar să o punem, ci să pornim cea mai intensă încălzire. În curând vaporii de apă vor începe să se ridice de la suprafața apei, apoi va începe fierberea, deoarece chiar și în interiorul coloanei de apă se va produce evaporarea, iar acum apa este deja în fierbere, se observă o evaporare intensă a acesteia.

Aici ne interesează cel mai mult faza experimentului în care doar o ușoară încălzire a apei a dus la formarea aburului. Dar ce legătură are o oală cu apă cu ea? Și în ciuda faptului că lucruri similare se întâmplă cu catodul unui tub de electroni, al cărui dispozitiv va fi discutat mai târziu.

Catodul unui tub cu vid începe să emită electroni dacă este încălzit la 800-2000 ° C - aceasta este o manifestare a radiației termoionice. În timpul radiației termice, mișcarea termică a electronilor din metalul catodic (de obicei tungsten) devine suficient de puternică pentru ca unii dintre ei să depășească funcția de lucru energetic și să părăsească fizic suprafața catodului.

Pentru a îmbunătăți emisia de electroni, catozii sunt acoperiți cu bariu, stronțiu sau oxid de calciu. Iar pentru inițierea directă a procesului de radiație termoionică, catodul sub formă de păr sau cilindru este încălzit printr-un filament încorporat (încălzire indirectă) sau printr-un curent trecut direct prin corpul catodului (încălzire directă).

În cele mai multe cazuri, încălzirea indirectă este de preferat deoarece, chiar dacă curentul pulsează în circuitul de alimentare cu încălzire, nu va putea crea perturbări semnificative în curentul anodic.

Întregul proces descris are loc într-un balon evacuat, în interiorul căruia se află electrozi, dintre care sunt cel puțin doi - catodul și anodul. Apropo, anozii sunt de obicei fabricați din nichel sau molibden, mai rar din tantal și grafit. Forma anodului este de obicei un paralelipiped modificat.

Electrozi suplimentari - grile - pot fi prezenți aici, în funcție de numărul căruia lampa va fi numită diodă sau kenotron (când nu există grile), o triodă (dacă există o grilă), o tetrodă (două grile). ) sau un pentod (trei grile).

Lămpile electronice pentru diferite scopuri au un număr diferit de rețele, al căror scop va fi discutat în continuare. Într-un fel sau altul, starea inițială a tubului cu vid este întotdeauna aceeași: dacă catodul este suficient de încălzit, se formează în jurul lui un „nor de electroni” din electronii care au scăpat din cauza radiației termoionice.

Deci, catodul se încălzește și un „nor” de electroni emiși plutește deja în apropierea lui. Care sunt posibilitățile de dezvoltare ulterioară a evenimentelor? Dacă ne gândim că catodul este acoperit cu bariu, stronțiu sau oxid de calciu și deci are o emisie bună, atunci electronii sunt emiși destul de ușor și poți face ceva tangibil cu ei.

Luați o baterie și conectați borna pozitivă la anodul lămpii și conectați borna negativă la catod. Norul de electroni se va respinge din catod, respectând legea electrostatică și se va precipita într-un câmp electric către anod - va apărea un curent anodic, deoarece electronii în vid se mișcă destul de ușor, în ciuda faptului că nu există un conductor ca atare. .

Apropo, dacă în încercarea de a obține o emisie termoionică mai intensă, se începe supraîncălzirea catodul sau crește excesiv tensiunea anodului, atunci catodul își va pierde în curând emisia.Este ca apa clocotită dintr-o oală care a fost lăsată pe o căldură foarte mare.

Acum să adăugăm un electrod suplimentar între catod și anod (sub forma unui fir înfășurat sub forma unei grile pe grile) - o grilă. Se pare că nu este o diodă, ci o triodă. Și aici există opțiuni pentru comportamentul electronilor. Dacă rețeaua este conectată direct la catod, atunci nu va interfera deloc cu curentul anodului.

Dacă o anumită tensiune pozitivă (mică în comparație cu tensiunea anodului) de la o altă baterie este aplicată rețelei, atunci aceasta va atrage electroni de la catod la sine și va accelera oarecum electronii care zboară către anod, trecându-i mai departe prin sine - către anod. Dacă o mică tensiune negativă este aplicată rețelei, aceasta va încetini electronii.

Dacă tensiunea negativă este prea mare, electronii vor rămâne plutind în apropierea catodului, nereușind să traverseze deloc grila, iar lampa va fi blocată. Dacă o tensiune pozitivă excesivă este aplicată rețelei, aceasta va atrage majoritatea electronilor la sine și nu îi va trece la catod, până când lampa se poate deteriora în cele din urmă.

Astfel, prin reglarea corectă a tensiunii rețelei, este posibilă controlul mărimii curentului anodic al lămpii fără a acționa direct asupra sursei tensiunii anodice. Și dacă comparăm efectul asupra curentului anodului prin schimbarea tensiunii direct pe anod și schimbarea tensiunii din rețea, atunci este evident că influența prin rețea este mai puțin costisitoare din punct de vedere energetic, iar acest raport se numește câștig al lampă:

Panta caracteristicii I — V a unui tub electronic este raportul dintre modificarea curentului anodic și modificarea tensiunii rețelei la tensiune anodică constantă:

De aceea această rețea se numește rețea de control. Cu ajutorul unei rețele de control funcționează o triodă, care este utilizată pentru a amplifica oscilațiile electrice în diferite game de frecvență.

Una dintre triodele populare este trioda duală 6N2P, care este încă folosită în etapele driverului (cu curent scăzut) ale amplificatoarelor audio de înaltă calitate (ULF).