Vacuüm triode

Op de keukentafel staat een waterkoker met koud water. Er gebeurt niets bijzonders, het vlakke wateroppervlak trilt slechts lichtjes van iemands voetstappen in de buurt. Laten we nu de pan op het fornuis zetten en niet alleen aanzetten, maar de meest intensieve verwarming aanzetten. Binnenkort zal waterdamp vanaf het wateroppervlak beginnen op te stijgen, dan zal het koken beginnen, omdat zelfs in het inwendige van de waterkolom verdamping zal optreden, en nu het water al kookt, wordt de intense verdamping waargenomen.

Hier zijn we het meest geïnteresseerd in de fase van het experiment waar slechts een geringe opwarming van het water resulteerde in de vorming van stoom. Maar wat heeft een pot water ermee te maken? En ondanks het feit dat soortgelijke dingen gebeuren met de kathode van een elektronenbuis, waarvan het apparaat later zal worden besproken.

De kathode van een vacuümbuis begint elektronen uit te zenden als deze wordt verwarmd tot 800-2000 ° C - dit is een manifestatie van thermische straling. Tijdens thermische straling wordt de thermische beweging van elektronen in het kathodemetaal (meestal wolfraam) krachtig genoeg voor sommigen om de energiewerkfunctie te overwinnen en fysiek het kathodeoppervlak te verlaten.

Om de elektronenemissie te verbeteren, zijn de kathoden gecoat met barium-, strontium- of calciumoxide. En voor de directe initiatie van het thermionische stralingsproces wordt de kathode in de vorm van een haar of cilinder verwarmd door een ingebouwde gloeidraad (indirecte verwarming) of door een stroom die rechtstreeks door het lichaam van de kathode gaat (directe verwarming).

Indirecte verwarming heeft in de meeste gevallen de voorkeur omdat zelfs als de stroom pulseert in het verwarmingscircuit, deze geen significante verstoringen in de anodestroom kan veroorzaken.

Het hele beschreven proces vindt plaats in een geëvacueerde kolf, waarin zich elektroden bevinden, waarvan er ten minste twee zijn - de kathode en de anode. Trouwens, anoden zijn meestal gemaakt van nikkel of molybdeen, minder vaak van tantaal en grafiet. De vorm van de anode is meestal een gemodificeerd parallellepipedum.

Extra elektroden - roosters - kunnen hier aanwezig zijn, afhankelijk van het aantal waarvan de lamp een diode of kenotron wordt genoemd (als er helemaal geen roosters zijn), een triode (als er één rooster is), een tetrode (twee roosters ) of een pentode (drie roosters).

Elektronische lampen voor verschillende doeleinden hebben verschillende aantallen netwerken, waarvan het doel verder zal worden besproken. Op de een of andere manier is de uitgangstoestand van de vacuümbuis altijd dezelfde: als de kathode voldoende is opgewarmd, wordt er een «elektronenwolk» omheen gevormd van de elektronen die zijn ontsnapt door de thermionische straling.

Dus de kathode warmt op en er hangt al een "wolk" van uitgezonden elektronen in de buurt. Wat zijn de mogelijkheden voor doorontwikkeling van evenementen? Als we bedenken dat de kathode bedekt is met barium-, strontium- of calciumoxide en dus een goede emissie heeft, dan worden de elektronen vrij gemakkelijk uitgezonden en kun je er iets tastbaars mee doen.

Neem een ​​batterij en verbind de positieve pool met de anode van de lamp en verbind de negatieve pool met de kathode. De elektronenwolk zal zich afstoten van de kathode, de wet van elektrostatica gehoorzamen, en in een elektrisch veld naar de anode stromen - er zal een anodestroom ontstaan, aangezien elektronen in een vacuüm vrij gemakkelijk bewegen, ondanks het feit dat er geen geleider als zodanig is .

Trouwens, als men, in een poging om een ​​intensere thermionische emissie te krijgen, de kathode begint te oververhitten of de anodespanning buitensporig verhoogt, dan zal de kathode spoedig emissie verliezen. een zeer hoge hitte.

Laten we nu een extra elektrode toevoegen tussen de kathode en de anode (in de vorm van een draad die is gewikkeld in de vorm van een rooster op de roosters) - een rooster. Het blijkt geen diode, maar een triode. En hier zijn er opties voor het gedrag van de elektronen. Als het rooster rechtstreeks op de kathode is aangesloten, interfereert het helemaal niet met de anodestroom.

Als een bepaalde (kleine in vergelijking met de anodespanning) positieve spanning van een andere batterij op het netwerk wordt toegepast, dan zal het elektronen van de kathode naar zich toe trekken en de elektronen die naar de anode vliegen enigszins versnellen en ze verder door zichzelf laten gaan - naar de anode. Als er een kleine negatieve spanning op het rooster wordt gezet, zal dit de elektronen vertragen.

Als de negatieve spanning te groot is, blijven de elektronen in de buurt van de kathode zweven en kunnen ze het rooster helemaal niet passeren, en wordt de lamp vergrendeld. Als er een buitensporige positieve spanning op het rooster wordt gezet, zal het de meeste elektronen naar zich toe trekken en niet doorgeven aan de kathode, totdat de lamp uiteindelijk kan verslechteren.

Door de netwerkspanning correct af te stellen, is het dus mogelijk om de grootte van de anodestroom van de lamp te regelen zonder rechtstreeks in te werken op de bron van de anodespanning. En als we het effect op de anodestroom vergelijken door de spanning direct op de anode te veranderen en de spanning in het netwerk te veranderen, dan is het duidelijk dat de invloed via het netwerk energetisch minder duur is, en deze verhouding wordt de versterking van de lamp:

De helling van de I - V-karakteristiek van een elektronenbuis is de verhouding van de verandering in anodestroom tot de verandering in roosterspanning bij constante anodespanning:

Daarom wordt dit netwerk een controlenetwerk genoemd. Met behulp van een besturingsnetwerk werkt een triode, die wordt gebruikt om elektrische oscillaties in verschillende frequentiebereiken te versterken.

Een van de populaire triodes is de dubbele 6N2P-triode, die nog steeds wordt gebruikt in driver-(low-current)-trappen van hoogwaardige audioversterkers (ULF).