Vakuumska trioda

Na kuhinjskom stolu je kuhalo hladne vode. Ne događa se ništa neobično, ravna površina vode tek lagano podrhtava od nečijih koraka u blizini. Sada stavimo tavu na štednjak i ne samo da je stavimo, već uključimo najintenzivnije grijanje. Uskoro će se vodena para početi dizati s površine vode, zatim će početi vrenje, jer će iu unutrašnjosti vodenog stupca doći do isparavanja, a sada kada voda već ključa, opaža se njeno intenzivno isparavanje.

Ovdje nas najviše zanima faza eksperimenta u kojoj je samo lagano zagrijavanje vode rezultiralo stvaranjem pare. Ali kakve veze ima lonac vode s tim? I unatoč činjenici da se slične stvari događaju s katodom elektronske cijevi, o čijem će se uređaju kasnije raspravljati.

Katoda vakuumske cijevi počinje emitirati elektrone ako se zagrije na 800-2000 ° C - to je manifestacija termoeničkog zračenja. Tijekom toplinskog zračenja, toplinsko gibanje elektrona u katodnom metalu (obično volframu) postaje dovoljno snažno da neki od njih nadvladaju energetski rad i fizički napuste površinu katode.

Da bi se poboljšala emisija elektrona, katode su obložene barijevim, stroncijevim ili kalcijevim oksidom. A za izravno pokretanje procesa termoeničkog zračenja, katoda u obliku vlasi ili cilindra zagrijava se pomoću ugrađene žarne niti (neizravno zagrijavanje) ili strujom koja prolazi izravno kroz tijelo katode (izravno zagrijavanje).

Neizravno zagrijavanje je u većini slučajeva poželjno jer čak i ako struja pulsira u opskrbnom krugu grijanja, neće moći stvoriti značajne poremećaje u anodnoj struji.

Cijeli opisani proces odvija se u vakuumskoj tikvici, unutar koje se nalaze elektrode, kojih ima najmanje dvije - katoda i anoda. Usput, anode su obično izrađene od nikla ili molibdena, rjeđe od tantala i grafita. Oblik anode je obično modificirani paralelopiped.

Ovdje mogu biti prisutne dodatne elektrode - rešetke, ovisno o broju kojih će se svjetiljka zvati dioda ili kenotron (kada uopće nema rešetki), trioda (ako postoji jedna mreža), tetroda (dvije rešetke). ) ili pentoda (tri mreže).

Elektroničke svjetiljke za različite namjene imaju različit broj mreža, čija će se svrha dalje raspravljati. Na ovaj ili onaj način, početno stanje vakuumske cijevi uvijek je isto: ako je katoda dovoljno zagrijana, oko nje se formira «elektronski oblak» od elektrona koji su pobjegli zbog termionskog zračenja.

Dakle, katoda se zagrijava i blizu nje već lebdi "oblak" emitiranih elektrona. Kakve su mogućnosti daljnjeg razvoja događaja? Ako uzmemo u obzir da je katoda presvučena barijevim, stroncijevim ili kalcijevim oksidom i stoga ima dobru emisiju, tada se elektroni vrlo lako emitiraju i s njima možete učiniti nešto opipljivo.

Uzmite bateriju i spojite njen pozitivni pol na anodu žarulje, a negativni terminal na katodu. Oblak elektrona će se odbiti od katode, poštujući zakon elektrostatike, i pojuriti u električnom polju do anode - nastat će anodna struja, budući da se elektroni u vakuumu kreću prilično lako, unatoč činjenici da ne postoji vodič kao takav .

Usput, ako se u pokušaju dobivanja intenzivnije termoemisije počne pregrijavati katoda ili se pretjerano povećava anodni napon, tada će katoda ubrzo izgubiti emisiju. To je poput kipuće vode iz posude koja je ostavljena vrlo visoka vrućina.

Sada između katode i anode dodamo dodatnu elektrodu (u obliku žice namotane u obliku rešetke na rešetke) - rešetku. Ispada da nije dioda, već trioda. I ovdje postoje opcije za ponašanje elektrona. Ako je mreža izravno spojena na katodu, tada uopće neće ometati struju anode.

Ako se na mrežu dovede određeni (mali u usporedbi s anodnim naponom) pozitivni napon iz druge baterije, on će privući elektrone s katode na sebe i donekle ubrzati elektrone koji lete prema anodi, propuštajući ih dalje kroz sebe - do anoda. Ako se na mrežu primijeni mali negativni napon, to će usporiti elektrone.

Ako je negativni napon prevelik, elektroni će ostati lebdjeti u blizini katode, ne uspijevajući uopće prijeći rešetku, a lampa će biti zaključana. Ako se na rešetku primijeni pretjerani pozitivni napon, on će privući većinu elektrona k sebi i neće ih prenijeti na katodu, sve dok se lampa konačno ne pokvari.

Dakle, pravilnim podešavanjem mrežnog napona moguće je kontrolirati veličinu anodne struje žarulje bez izravnog djelovanja na izvor anodnog napona. A ako usporedimo učinak na anodnu struju promjenom napona izravno na anodi i promjenom napona u mreži, onda je očito da je utjecaj kroz mrežu energetski jeftiniji, a taj se omjer naziva dobitkom lampa:

Nagib I—V karakteristike elektronske cijevi je omjer promjene anodne struje i promjene napona mreže pri konstantnom anodnom naponu:

Zato se ova mreža naziva kontrolna mreža. Uz pomoć upravljačke mreže radi trioda koja služi za pojačavanje električnih oscilacija u različitim frekvencijskim područjima.

Jedna od popularnih trioda je dvostruka 6N2P trioda, koja se još uvijek koristi u pogonskim (slabostrujnim) stupnjevima visokokvalitetnih audio pojačala (ULF).