Tyhjiötriodi

Keittiön pöydällä on vedenkeitin kylmää vettä. Mitään poikkeavaa ei tapahdu, veden tasainen pinta vain vähän vapisee jonkun lähistöltä. Laitetaan nyt pannu liedelle, emmekä vain laita sitä päälle, vaan laitetaan voimakkain lämmitys päälle. Pian vesihöyry alkaa nousta veden pinnalta, sitten alkaa kiehuminen, koska jopa vesipatsaan sisällä tapahtuu haihtumista, ja nyt vesi kiehuu, sen voimakasta haihtumista havaitaan.

Tässä meitä kiinnostaa eniten kokeen vaihe, jossa vain vähäinen veden kuumennus johti höyryn muodostumiseen. Mutta mitä tekemistä vesikannulla on sen kanssa? Ja huolimatta siitä, että samanlaisia ​​​​asioita tapahtuu elektroniputken katodilla, jonka laitetta käsitellään myöhemmin.

Tyhjiöputken katodi alkaa lähettää elektroneja, jos se kuumennetaan 800-2000 ° C: een - tämä on termionisen säteilyn ilmentymä. Lämpösäteilyn aikana elektronien lämpöliike katodimetallissa (yleensä volframissa) tulee riittävän voimakkaaksi, jotta osa niistä voi voittaa energiatyöfunktion ja poistua fyysisesti katodipinnalta.

Elektronien emission parantamiseksi katodit päällystetään barium-, strontium- tai kalsiumoksidilla. Ja termionisen säteilyprosessin suoraa käynnistämistä varten katodi hiuksen tai sylinterin muodossa lämmitetään sisäänrakennetulla filamentilla (epäsuora lämmitys) tai virtalla, joka kulkee suoraan katodin rungon läpi (suora lämmitys).

Epäsuora lämmitys on useimmissa tapauksissa parempi, koska vaikka virta sykkii lämmityspiirissä, se ei pysty aiheuttamaan merkittäviä häiriöitä anodivirtaan.

Koko kuvattu prosessi tapahtuu tyhjennetyssä pullossa, jonka sisällä on elektrodeja, joita on vähintään kaksi - katodi ja anodi. Muuten, anodit on yleensä valmistettu nikkelistä tai molybdeenistä, harvemmin tantaalista ja grafiitista. Anodin muoto on yleensä modifioitu suuntaissärmiö.

Tässä voi olla lisäelektrodeja — ristikkoa — riippuen siitä, kuinka montaa lamppua kutsutaan diodiksi tai kenotroniksi (kun ristikkoa ei ole ollenkaan), triodiksi (jos on yksi ristikko), tetrodiksi (kaksi ristikkoa) ) tai pentodi (kolme ristikkoa).

Eri tarkoituksiin tarkoitetuilla elektronisilla lampuilla on eri määrä verkkoja, joiden tarkoitusta käsitellään tarkemmin. Tyhjiöputken alkutila on tavalla tai toisella aina sama: jos katodia kuumennetaan riittävästi, sen ympärille muodostuu termionisen säteilyn vaikutuksesta karkaaneista elektroneista «elektronipilvi».

Joten katodi lämpenee ja emittoituneiden elektronien "pilvi" leijuu jo lähellä sitä. Mitkä ovat mahdollisuudet tapahtumien edelleen kehittämiseen? Jos ajatellaan, että katodi on päällystetty barium-, strontium- tai kalsiumoksidilla ja siksi sillä on hyvä emissio, niin elektronit säteilevät melko helposti ja voit tehdä niillä jotain konkreettista.

Ota akku ja kytke sen positiivinen napa lampun anodiin ja liitä negatiivinen napa katodiin. Elektronipilvi hylkii katodista sähköstaattisen lain mukaisesti ja syöksyy sähkökentässä anodille - syntyy anodivirta, koska tyhjiössä olevat elektronit liikkuvat melko helposti huolimatta siitä, ettei johdinta sellaisenaan ole. .

Muuten, jos yritettäessä saada voimakkaampaa lämpösäteilyä katodi alkaa ylikuumentua tai anodijännitettä nostetaan liikaa, katodi menettää pian emission. Se on kuin kiehuvaa vettä päälle jätetystä kattilasta. erittäin korkea kuumuus.

Lisätään nyt ylimääräinen elektrodi katodin ja anodin väliin (langan muodossa, joka on kierretty ristikon muotoon ritiloihin) - verkko. Osoittautuu, että se ei ole diodi, vaan triodi. Ja tässä on vaihtoehtoja elektronien käyttäytymiselle. Jos verkko on kytketty suoraan katodiin, se ei häiritse anodin virtaa ollenkaan.

Jos verkkoon syötetään tietty (anodijännitteeseen verrattuna pieni) positiivinen jännite toisesta akusta, se houkuttelee elektroneja katodista itseensä ja kiihdyttää jonkin verran anodille lentäviä elektroneja kuljettaen ne edelleen itsensä läpi - akulle. anodi. Jos verkkoon kohdistetaan pieni negatiivinen jännite, se hidastaa elektroneja.

Jos negatiivinen jännite on liian suuri, elektronit jäävät kellumaan katodin lähelle, eivätkä pääse ylittämään verkkoa ollenkaan, ja lamppu lukittuu. Jos verkkoon kohdistetaan liiallinen positiivinen jännite, se vetää suurimman osan elektroneista itseensä eikä välitä niitä katodille, kunnes lamppu voi lopulta huonontua.

Näin ollen verkkojännitettä oikein säätämällä on mahdollista säätää lampun anodivirran suuruutta vaikuttamatta suoraan anodijännitteen lähteeseen. Ja jos verrataan vaikutusta anodin virtaan muuttamalla jännitettä suoraan anodilla ja muuttamalla verkon jännitettä, on selvää, että verkon kautta tapahtuva vaikutus on energialtaan halvempaa, ja tätä suhdetta kutsutaan anodin vahvistukseksi. lamppu:

Elektroniputken ominaiskäyrän I — V kaltevuus on anodivirran muutoksen suhde verkkojännitteen muutokseen vakioanodijännitteellä:

Tästä syystä tätä verkkoa kutsutaan ohjausverkoksi. Ohjausverkon avulla toimii triodi, jolla vahvistetaan sähköisiä värähtelyjä eri taajuusalueilla.

Yksi suosituimmista triodeista on 6N2P-kaksoistriodi, jota käytetään edelleen korkealaatuisten audiovahvistimien (ULF) ajuriportaissa (pienivirta).