Triod vakum

Terdapat cerek air sejuk di atas meja dapur. Tiada apa yang luar biasa berlaku, permukaan air yang rata hanya bergegar sedikit akibat tapak kaki seseorang berhampiran. Sekarang mari letakkan kuali di atas dapur dan bukan hanya meletakkannya, tetapi hidupkan pemanasan yang paling intensif. Tidak lama kemudian wap air akan mula naik dari permukaan air, kemudian mendidih akan bermula, kerana walaupun di bahagian dalam lajur air penyejatan akan berlaku, dan kini air sudah mendidih, penyejatan sengitnya diperhatikan.

Di sini kami paling berminat dengan fasa eksperimen di mana hanya pemanasan sedikit air mengakibatkan pembentukan wap. Tetapi apa kaitan periuk air dengannya? Dan walaupun fakta bahawa perkara yang sama berlaku dengan katod tiub elektron, peranti yang akan dibincangkan kemudian.

Katod tiub vakum mula memancarkan elektron jika ia dipanaskan hingga 800-2000 ° C - ini adalah manifestasi sinaran termionik. Semasa sinaran haba, pergerakan haba elektron dalam logam katod (biasanya tungsten) menjadi cukup kuat untuk sesetengah daripada mereka mengatasi fungsi kerja tenaga dan meninggalkan permukaan katod secara fizikal.

Untuk meningkatkan pelepasan elektron, katod disalut dengan barium, strontium atau kalsium oksida. Dan untuk permulaan langsung proses sinaran termionik, katod dalam bentuk rambut atau silinder dipanaskan oleh filamen terbina dalam (pemanasan tidak langsung) atau oleh arus terus melalui badan katod (pemanasan langsung).

Pemanasan tidak langsung dalam kebanyakan kes adalah lebih baik kerana walaupun arus berdenyut dalam litar bekalan pemanasan, ia tidak akan dapat mencipta gangguan yang ketara dalam arus anod.

Keseluruhan proses yang diterangkan berlaku dalam kelalang yang dikosongkan, di dalamnya terdapat elektrod, di mana terdapat sekurang-kurangnya dua - katod dan anod. Dengan cara ini, anod biasanya diperbuat daripada nikel atau molibdenum, kurang kerap daripada tantalum dan grafit. Bentuk anod biasanya berbentuk parallelepiped yang diubah suai.

Elektrod tambahan — grid — mungkin terdapat di sini, bergantung pada bilangan lampu yang akan dipanggil diod atau kenotron (apabila tiada grid langsung), triod (jika terdapat satu grid), tetrod (dua grid ) atau pentod (tiga grid).

Lampu elektronik untuk tujuan yang berbeza mempunyai bilangan rangkaian yang berbeza, tujuannya akan dibincangkan dengan lebih lanjut. Dalam satu cara atau yang lain, keadaan awal tiub vakum sentiasa sama: jika katod dipanaskan dengan cukup, «awan elektron» terbentuk di sekelilingnya daripada elektron yang terlepas akibat sinaran termionik.

Jadi, katod menjadi panas dan "awan" elektron yang dipancarkan sudah berlegar berhampirannya. Apakah kemungkinan untuk perkembangan acara selanjutnya? Jika kita menganggap bahawa katod disalut dengan barium, strontium atau kalsium oksida dan oleh itu mempunyai pelepasan yang baik, maka elektron dipancarkan dengan mudah dan anda boleh melakukan sesuatu yang ketara dengan mereka.

Ambil bateri dan sambungkan terminal positifnya ke anod lampu dan sambungkan terminal negatif ke katod. Awan elektron akan menolak dari katod, mematuhi undang-undang elektrostatik, dan tergesa-gesa dalam medan elektrik ke anod - arus anod akan timbul, kerana elektron dalam vakum bergerak agak mudah, walaupun pada hakikatnya tiada konduktor seperti itu. .

Ngomong-ngomong, jika dalam usaha untuk mendapatkan pelepasan termionik yang lebih sengit, seseorang mula memanaskan katod atau meningkatkan voltan anod secara berlebihan, maka katod akan segera kehilangan pelepasan. Ia seperti air mendidih dari periuk yang telah ditinggalkan haba yang sangat tinggi.

Sekarang mari tambah elektrod tambahan antara katod dan anod (dalam bentuk luka dawai dalam bentuk grid pada grid) - grid. Ternyata bukan diod, tetapi triod. Dan di sini terdapat pilihan untuk kelakuan elektron. Jika grid disambungkan terus ke katod, maka ia tidak akan mengganggu arus anod sama sekali.

Jika voltan positif tertentu (kecil berbanding voltan anod) dari bateri lain digunakan pada rangkaian, maka ia akan menarik elektron dari katod ke dirinya sendiri dan agak mempercepatkan elektron terbang ke anod, melewatinya lebih jauh melalui dirinya sendiri - ke anod. Jika voltan negatif kecil dikenakan pada grid, ia akan memperlahankan elektron.

Jika voltan negatif terlalu besar, elektron akan kekal terapung berhampiran katod, gagal melintasi grid sama sekali, dan lampu akan terkunci. Jika voltan positif yang berlebihan dikenakan pada grid, ia akan menarik kebanyakan elektron kepada dirinya sendiri dan tidak menghantarnya ke katod, sehingga lampu akhirnya boleh merosot.

Oleh itu, dengan melaraskan voltan rangkaian dengan betul, adalah mungkin untuk mengawal magnitud arus anod lampu tanpa bertindak secara langsung pada sumber voltan anod. Dan jika kita membandingkan kesan pada arus anod dengan menukar voltan secara langsung pada anod dan menukar voltan dalam rangkaian, maka jelas bahawa pengaruh melalui rangkaian adalah kurang bertenaga, dan nisbah ini dipanggil keuntungan daripada lampu:

Kecerunan ciri I - V bagi tiub elektron ialah nisbah perubahan arus anod kepada perubahan voltan grid pada voltan anod malar:

Itulah sebabnya rangkaian ini dipanggil rangkaian kawalan. Dengan bantuan rangkaian kawalan, triod berfungsi, yang digunakan untuk menguatkan ayunan elektrik dalam julat frekuensi yang berbeza.

Salah satu triod yang popular ialah triod dwi 6N2P, yang masih digunakan dalam peringkat pemacu (arus rendah) penguat audio berkualiti tinggi (ULF).