Trioda vakum

Ada ketel air dingin di atas meja dapur. Tidak ada hal luar biasa yang terjadi, permukaan air yang datar hanya bergetar sedikit dari langkah kaki seseorang di dekatnya. Sekarang mari kita letakkan wajan di atas kompor dan tidak hanya menyalakannya, tetapi nyalakan pemanas yang paling intensif. Segera uap air akan mulai naik dari permukaan air, kemudian mendidih akan dimulai, karena bahkan di bagian dalam kolom air akan terjadi penguapan, dan sekarang air sudah mendidih, penguapannya yang intens diamati.

Di sini kami paling tertarik pada fase percobaan di mana hanya sedikit pemanasan air yang menghasilkan pembentukan uap. Tapi apa hubungannya sepanci air dengan itu? Dan terlepas dari kenyataan bahwa hal serupa terjadi dengan katoda tabung elektron, perangkat yang akan dibahas nanti.

Katoda tabung vakum mulai memancarkan elektron jika dipanaskan hingga 800-2000 ° C - ini adalah manifestasi dari radiasi termionik. Selama radiasi termal, gerakan termal elektron dalam logam katoda (biasanya tungsten) menjadi cukup kuat untuk beberapa di antaranya mengatasi fungsi kerja energi dan secara fisik meninggalkan permukaan katoda.

Untuk meningkatkan emisi elektron, katoda dilapisi dengan barium, strontium atau kalsium oksida. Dan untuk inisiasi langsung dari proses radiasi termionik, katoda dalam bentuk rambut atau silinder dipanaskan oleh filamen bawaan (pemanasan tidak langsung) atau oleh arus yang langsung melewati badan katoda (pemanasan langsung).

Pemanasan tidak langsung dalam banyak kasus lebih disukai karena meskipun arus berdenyut di sirkuit pasokan pemanas, itu tidak akan dapat menimbulkan gangguan yang signifikan pada arus anoda.

Seluruh proses yang dijelaskan berlangsung dalam labu yang dievakuasi, di dalamnya terdapat elektroda, yang setidaknya ada dua - katoda dan anoda. Omong-omong, anoda biasanya terbuat dari nikel atau molibdenum, lebih jarang dari tantalum dan grafit. Bentuk anoda biasanya berupa parallelepiped yang dimodifikasi.

Elektroda tambahan - kisi - mungkin ada di sini, tergantung pada jumlah lampu yang disebut dioda atau kenotron (bila tidak ada kisi sama sekali), triode (jika ada satu kisi), tetroda (dua kisi ) atau pentode (tiga kisi).

Lampu elektronik untuk keperluan berbeda memiliki jumlah jaringan yang berbeda, yang tujuannya akan dibahas lebih lanjut. Dalam satu atau lain cara, keadaan awal tabung vakum selalu sama: jika katoda cukup panas, "awan elektron" terbentuk di sekitarnya dari elektron yang terlepas karena radiasi termionik.

Jadi, katoda memanas dan "awan" elektron yang dipancarkan sudah melayang di dekatnya. Apa kemungkinan untuk pengembangan acara lebih lanjut? Jika kami menganggap bahwa katoda dilapisi dengan barium, strontium, atau kalsium oksida dan oleh karena itu memiliki emisi yang baik, elektron dipancarkan dengan cukup mudah dan Anda dapat melakukan sesuatu yang nyata dengannya.

Ambil baterai dan sambungkan terminal positifnya ke anoda lampu dan sambungkan terminal negatif ke katoda. Awan elektron akan menolak dari katoda, mematuhi hukum elektrostatik, dan bergegas dalam medan listrik ke anoda - arus anoda akan muncul, karena elektron dalam ruang hampa bergerak cukup mudah, terlepas dari kenyataan bahwa tidak ada konduktor seperti itu. .

Ngomong-ngomong, jika dalam upaya untuk mendapatkan emisi termionik yang lebih intens, katoda mulai terlalu panas atau tegangan anoda meningkat secara berlebihan, maka katoda akan segera kehilangan emisi, seperti air mendidih dari panci yang dibiarkan menyala. panas yang sangat tinggi.

Sekarang tambahkan elektroda tambahan antara katoda dan anoda (dalam bentuk luka kawat dalam bentuk kisi-kisi di kisi-kisi) - kisi. Ternyata bukan dioda, tapi triode. Dan di sini ada opsi untuk perilaku elektron. Jika grid terhubung langsung ke katoda, maka tidak akan mengganggu arus anoda sama sekali.

Jika tegangan positif tertentu (kecil dibandingkan dengan tegangan anoda) dari baterai lain diterapkan ke jaringan, maka itu akan menarik elektron dari katoda ke dirinya sendiri dan agak mempercepat elektron yang terbang ke anoda, meneruskannya lebih jauh melalui dirinya sendiri - ke anoda. Jika tegangan negatif kecil diterapkan ke grid, itu akan memperlambat elektron.

Jika tegangan negatif terlalu besar, elektron akan tetap mengambang di dekat katoda, gagal melewati kisi sama sekali, dan lampu akan terkunci. Jika tegangan positif berlebihan diterapkan ke jaringan, itu akan menarik sebagian besar elektron ke dirinya sendiri dan tidak meneruskannya ke katoda, sampai lampu akhirnya rusak.

Jadi, dengan menyesuaikan tegangan jaringan dengan benar, dimungkinkan untuk mengontrol besarnya arus anoda lampu tanpa bekerja langsung pada sumber tegangan anoda. Dan jika kita membandingkan efek pada arus anoda dengan mengubah tegangan langsung pada anoda dan mengubah tegangan di jaringan, maka jelaslah bahwa pengaruh melalui jaringan lebih murah secara energik, dan rasio ini disebut keuntungan dari lampu:

Kemiringan karakteristik I - V dari tabung elektron adalah rasio perubahan arus anoda terhadap perubahan tegangan grid pada tegangan anoda konstan:

Itu sebabnya jaringan ini disebut jaringan kontrol. Dengan bantuan jaringan kontrol, triode berfungsi, yang digunakan untuk memperkuat osilasi listrik dalam rentang frekuensi yang berbeda.

Salah satu triode yang populer adalah triode 6N2P ganda, yang masih digunakan pada tahap driver (arus rendah) dari amplifier audio berkualitas tinggi (ULF).