Vakuuminis triodas

Ant virtuvės stalo stovi šalto vandens virdulys. Nieko neįprasto neįvyksta, lygus vandens paviršius tik šiek tiek dreba nuo kažkieno žingsnių šalia. Dabar padėkite keptuvę ant viryklės ir ne šiaip užsidėkite, o įjunkite intensyviausią kaitinimą. Netrukus nuo vandens paviršiaus pradės kilti vandens garai, tada prasidės virimas, nes net vandens stulpelio viduje vyks garavimas, o dabar vanduo jau verda, stebimas intensyvus jo garavimas.

Čia mus labiausiai domina eksperimento fazė, kai tik šiek tiek pakaitinus vandenį susidarė garai. Bet ką su juo turi puodas vandens? Ir nepaisant to, kad panašūs dalykai vyksta su elektroninio vamzdžio katodu, kurio įtaisas bus aptartas vėliau.

Vakuuminio vamzdžio katodas pradeda skleisti elektronus, kai jis įkaista iki 800–2000 ° C - tai yra termojoninės spinduliuotės pasireiškimas. Šiluminės spinduliuotės metu elektronų terminis judėjimas katodo metale (dažniausiai volframe) tampa pakankamai galingas, kad kai kurie iš jų įveiktų energetinio darbo funkciją ir fiziškai pasišalintų nuo katodo paviršiaus.

Siekiant pagerinti elektronų emisiją, katodai yra padengti bariu, stronciu arba kalcio oksidu. O norint tiesiogiai inicijuoti termioninės spinduliuotės procesą, plauko arba cilindro pavidalo katodas šildomas įmontuotu siūlu (netiesioginis šildymas) arba srove, tiesiogiai praeinančia per katodo korpusą (tiesioginis šildymas).

Netiesioginis šildymas daugeliu atvejų yra pageidautinas, nes net jei srovė pulsuoja šildymo grandinėje, ji negalės sukelti didelių anodo srovės sutrikimų.

Visas aprašytas procesas vyksta vakuuminėje kolboje, kurios viduje yra elektrodai, kurių yra mažiausiai du – katodas ir anodas. Beje, anodai dažniausiai gaminami iš nikelio arba molibdeno, rečiau – iš tantalo ir grafito. Anodo forma dažniausiai yra modifikuotas gretasienis.

Čia gali būti papildomi elektrodai – tinkleliai – priklausomai nuo kurių skaičiaus lempa vadinsis diodu arba kenotronu (kai tinklelių visai nėra), triodu (jeigu tinklelis yra vienas), tetrodu (dvi tinkleliai). ) arba pentodas (trys tinkleliai).

Skirtingos paskirties elektroninės lempos turi skirtingą tinklų skaičių, kurių paskirtis bus aptarta toliau. Vienaip ar kitaip, pradinė vakuuminio vamzdžio būsena visada yra ta pati: pakankamai įkaitinus katodą, aplink jį susidaro „elektronų debesis“ iš elektronų, kurie išbėgo dėl termioninės spinduliuotės.

Taigi, katodas įkaista ir šalia jo jau sklando išspinduliuotų elektronų „debesis“. Kokios yra tolimesnės renginių plėtros galimybės? Jei manome, kad katodas yra padengtas bariu, stronciu ar kalcio oksidu ir todėl turi gerą emisiją, tai elektronai išspinduliuojami gana lengvai ir su jais galima ką nors apčiuopiamo padaryti.

Paimkite bateriją ir prijunkite jos teigiamą gnybtą prie lempos anodo, o neigiamą gnybtą prijunkite prie katodo. Elektronų debesis, laikydamasis elektrostatikos dėsnio, atstums nuo katodo ir elektriniame lauke nuskris prie anodo - atsiras anodo srovė, nes elektronai vakuume juda gana lengvai, nepaisant to, kad tokio laidininko nėra. .

Beje, jei bandant išgauti intensyvesnę termojoninę emisiją, katodas pradeda perkaisti arba per daug padidinama anodo įtampa, katodas greitai praras emisiją.Tai tarsi verdantis vanduo iš palikto puodo. labai didelis karštis.

Dabar pridėkime papildomą elektrodą tarp katodo ir anodo (laidos, apvyniotos tinklelio pavidalu ant tinklelių, pavidalu) - tinklelį. Pasirodo, ne diodas, o triodas. Ir čia yra elektronų elgesio variantai. Jei tinklelis yra tiesiogiai prijungtas prie katodo, jis visiškai netrukdys anodo srovei.

Jei į tinklą bus įjungta tam tikra (maža, palyginti su anodo įtampa) teigiama įtampa iš kitos baterijos, ji pritrauks elektronus iš katodo į save ir šiek tiek paspartins elektronus, skrendančius į anodą, leisdama juos toliau per save - į anodas. Jei tinkleliui taikoma nedidelė neigiama įtampa, tai sulėtins elektronų judėjimą.

Jei neigiama įtampa yra per didelė, elektronai liks plūduriuoti šalia katodo, niekaip nesugebės kirsti tinklelio, o lempa bus užblokuota. Jei tinkleliui taikoma per didelė teigiama įtampa, ji pritrauks daugumą elektronų prie savęs ir neperduos jų į katodą, kol lempa galiausiai suges.

Taigi, tinkamai sureguliavus tinklo įtampą, galima valdyti lempos anodo srovės dydį, neveikiant tiesiogiai anodo įtampos šaltinio. Ir jei lygintume poveikį anodo srovei keičiant įtampą tiesiai ant anodo ir keičiant įtampą tinkle, tai akivaizdu, kad įtaka per tinklą yra energetiškai pigesnė, ir šis santykis vadinamas anodo padidėjimu. lempa:

Elektroninio vamzdžio I–V charakteristikos nuolydis yra anodo srovės pokyčio ir tinklo įtampos pokyčio santykis esant pastoviai anodo įtampai:

Štai kodėl šis tinklas vadinamas valdymo tinklu. Valdymo tinklo pagalba veikia triodas, kuriuo sustiprinami elektriniai virpesiai skirtinguose dažnių diapazonuose.

Vienas iš populiariausių triodų yra dvigubas 6N2P triodas, kuris vis dar naudojamas aukštos kokybės garso stiprintuvų (ULF) vairuotojo (žemos srovės) pakopose.