Вакуумен триод

На кухненската маса е казан със студена вода. Нищо необичайно не се случва, плоската повърхност на водата само леко потръпва от нечии стъпки наблизо. Сега нека сложим тигана на печката и не просто да го сложим, а да включим най -интензивното загряване. Скоро водните пари ще започнат да се издигат от повърхността на водата, след това ще започне кипене, защото дори във вътрешността на водния стълб ще настъпи изпарение, а сега водата вече кипи, наблюдава се нейното интензивно изпаряване.

Тук най -много ни интересува фазата на експеримента, при която само леко загряване на водата е довело до образуването на пара. Какво общо обаче има тенджерата с вода? И въпреки факта, че подобни неща се случват с катода на електронна тръба, чието устройство ще бъде обсъдено по -късно.

Катодът на вакуумна тръба започва да излъчва електрони, ако се нагрее до 800-2000 ° C — това е проява на термионно излъчване. По време на термично излъчване топлинното движение на електроните в катодния метал (обикновено волфрам) става достатъчно мощно, за да могат някои от тях да преодолеят енергийно работната функция и физически да напуснат повърхността на катода.

За да се подобри емисията на електрони, катодите са покрити с барий, стронций или калциев оксид. А за директното започване на процеса на термионно излъчване катодът под формата на косъм или цилиндър се нагрява от вградена нишка (непряко нагряване) или от ток, директно преминал през тялото на катода (директно нагряване).

Непрякото нагряване е в повечето случаи по -за предпочитане, тъй като дори и токът да пулсира във веригата за захранване с отопление, той няма да може да създаде значителни смущения в анодния ток.

Целият описан процес се осъществява в евакуирана колба, вътре в която има електроди, от които има поне два — катода и анода. Между другото, анодите обикновено са направени от никел или молибден, по -рядко от тантал и графит. Формата на анода обикновено е модифициран паралелепипед.

Тук могат да присъстват и допълнителни електроди — решетки, в зависимост от броя на които лампата ще се нарича диод или кенотрон (когато изобщо няма решетки), триод (ако има една решетка), тетрод (две решетки) или пентод (три решетки).

Електронните лампи за различни цели имат различен брой мрежи, чието предназначение ще бъде разгледано по -нататък. По един или друг начин първоначалното състояние на вакуумната тръба винаги е едно и също: ако катодът се нагрее достатъчно, около него се образува «електронен облак» от избягалите навън електрони поради термионно излъчване.

И така, катодът се нагрява и близо до него вече витае „облак“ от излъчени електрони. Какви са възможностите за по -нататъшно развитие на събитията? Ако считаме, че катодът е покрит с бариев, стронциев или калциев оксид и следователно има добра емисия, тогава електроните се излъчват доста лесно и можете да направите нещо осезаемо с тях.

Вземете батерия и свържете нейния положителен извод към анода на лампата и свържете отрицателния извод към катода. Електронният облак ще се отблъсне от катода, спазвайки закона на електростатиката, и ще се втурне в електрическо поле към анода — ще възникне аноден ток, тъй като електроните във вакуум се движат доста лесно, въпреки факта, че няма проводник като такъв.

Между другото, ако в опит да се получи по -интензивно термионно излъчване, човек започне да прегрява катода или прекомерно увеличава напрежението на анода, тогава катодът скоро ще загуби емисия.Това е като вряща вода от тенджера, която е оставена на много силен огън.

Сега нека добавим допълнителен електрод между катода и анода (под формата на тел, навита под формата на решетка върху решетките) — решетка. Оказва се не диод, а триод. И тук има опции за поведението на електроните. Ако мрежата е директно свързана с катода, тогава тя изобщо няма да пречи на анодния ток.

Ако към мрежата се приложи определено (малко в сравнение с напрежението на анода) положително напрежение от друга батерия, то то ще привлече електрони от катода към себе си и донякъде ще ускори летящите към анода електрони, като ги предава по -нататък през себе си — към анода. Ако към мрежата се приложи малко отрицателно напрежение, това ще забави електроните.

Ако отрицателното напрежение е твърде голямо, електроните ще останат да плават в близост до катода, като изобщо не успеят да преодолеят решетката и лампата ще бъде заключена. Ако към мрежата се приложи прекомерно положително напрежение, то тя ще изтегли повечето електрони към себе си и няма да ги пропусне към катода, докато лампата може най -накрая да се влоши.

По този начин, чрез правилно регулиране на напрежението в мрежата, е възможно да се контролира величината на анодния ток на лампата, без да се действа директно върху източника на анодното напрежение. И ако сравним ефекта върху анодния ток чрез промяна на напрежението директно на анода и промяна на напрежението в мрежата, тогава е очевидно, че влиянието през мрежата е по -малко енергично скъпо и това съотношение се нарича усилване на лампата:

Наклонът на I — V характеристиката на електронна тръба е съотношението на промяната в анодния ток към промяната на напрежението върху решетката при постоянно напрежение на анода:

Ето защо тази мрежа се нарича контролна мрежа. С помощта на контролна мрежа работи триод, който се използва за усилване на електрически трептения в различни честотни диапазони.

Един от популярните триоди е двойният триод 6N2P, който все още се използва в драйвери (слаботокови) етапи на висококачествени звукови усилватели (ULF).