Elektrovakum cihazlarının amacı. Elektrovakum cihazları: çalışma prensibi, örnekler

Modern vakum cihazları görünüşlerini Amerikalı mucit Thomas Edison'a borçludur. Bir elektrik ampulü kullanarak ilk başarılı aydınlatma yöntemini geliştiren oydu.

Lambanın tarihi

Günümüzde elektriğin tüm tarihsel dönemlerde var olmadığına inanmak zor. İlk akkor ampuller ancak on dokuzuncu yüzyılın sonunda ortaya çıktı. Edison, karbon, platin ve bambu filamentleri içeren bir ampul modeli geliştirmeyi başardı. Haklı olarak modern ampulün "babası" olarak anılan bu bilim adamı, ampul devresini basitleştirdi ve üretim maliyetini önemli ölçüde düşürdü. Sonuç olarak sokaklarda gazlı değil elektrikli aydınlatma ortaya çıktı ve yeni aydınlatma cihazlarına Edison lambaları denilmeye başlandı. Thomas buluşunu geliştirmek için uzun süre çalıştı ve bunun sonucunda mum kullanımı kârsız bir girişim haline geldi.

Çalışma prensibi

Edison akkor ampulleri hangi cihaza sahiptir? Her cihazın bir filaman gövdesi, bir cam ampulü, bir ana kontağı, elektrotları ve bir tabanı vardır. Her birinin kendi işlevsel amacı vardır.

Bu cihazın çalışmasının özü aşağıdaki gibidir. Bir filaman gövdesi, yüklü parçacıkların akışıyla güçlü bir şekilde ısıtıldığında, elektrik enerjisi ışığa dönüştürülür.

Radyasyonun insan gözü tarafından algılanabilmesi için en az 580 derece sıcaklığa ulaşması gerekmektedir.

Metaller arasında tungsten maksimum erime noktasına sahiptir, bu nedenle filament gövdesi ondan yapılır. Sesi azaltmak için tel spiral şeklinde düzenlenmeye başlandı.

Tungstenin yüksek kimyasal direncine rağmen, korozyon sürecine karşı maksimum koruma sağlamak için filaman gövdesi, havanın önceden dışarı pompalandığı kapalı bir cam kaba yerleştirilir. Bunun yerine, tungsten telinin oksidasyon reaksiyonlarına girmesini önleyen bir inert gaz şişeye pompalanır. Argon çoğunlukla inert bir gaz olarak kullanılır, bazen nitrojen veya kripton kullanılır.

Edison'un buluşunun özü, metalin uzun süre ısıtılması sırasında meydana gelen buharlaşmanın, inert gazın yarattığı basınçla engellenmesidir.

Lamba Özellikleri

Geniş bir alanı aydınlatmak için tasarlanmış pek çok farklı lamba vardır. Edison'un buluşunun özelliği, bu cihazın gücünü aydınlatılan alanı dikkate alarak ayarlama yeteneğidir.

Üreticiler hizmet ömrü, boyutu ve gücü bakımından farklılık gösteren farklı lamba türleri sunar. Bu elektrikli cihazların bazı türlerine bakalım.

En yaygın vakum tüpleri LON'dur. Hijyenik gerekliliklere tamamen uygundurlar ve ortalama hizmet ömürleri 1000 saattir.

Genel amaçlı lambaların dezavantajları arasında, elektrik enerjisinin yaklaşık yüzde 5'inin ışığa dönüştüğünü, geri kalanının ısı şeklinde salındığını öne sürmekteyiz.

Spot lambaları

Oldukça yüksek bir güce sahipler ve geniş alanları aydınlatmak için tasarlandılar. Elektrovakum cihazları üç gruba ayrılır:

• film projeksiyonu;
• deniz fenerleri;
• genel amaçlı.

Projektör ışık kaynağı, filaman gövdesinin uzunluğuna göre farklılık gösterir, daha kompakt boyutlara sahiptir, bu da genel parlaklığı artırmayı ve ışık akışının odaklanmasını iyileştirmeyi mümkün kılar.

Aynalı elektrikli vakum cihazları yansıtıcı bir alüminyum katmana ve farklı bir ampul tasarımına sahiptir.

Işığı iletecek kısmı buzlu camdan yapılmıştır. Bu, ışığı yumuşatmanıza ve çeşitli nesnelerden gelen kontrast gölgeleri azaltmanıza olanak tanır. Bu tür elektrovakum cihazları iç aydınlatma için kullanılır.

Halojen şişesinin içinde brom veya iyot bileşikleri bulunur. 3000 K'ye kadar sıcaklıklara dayanabilme yetenekleri sayesinde lambaların kullanım ömrü yaklaşık 2000 saattir. Ancak bu kaynağın dezavantajları da vardır; örneğin halojen lambanın soğuması sırasında elektrik direnci düşüktür.

Ana ayarlar

Bir Edison akkor lambasında tungsten filamanı farklı şekillerde düzenlenmiştir. Böyle bir cihazın kararlı çalışması için 220 V'luk bir voltaj gereklidir, ortalama servis ömrü 3000 ila 3500 saat arasında değişmektedir. Renk sıcaklığının 2700 K olduğu dikkate alındığında lamba beyaz, sıcak veya sarı bir spektrum sağlar. Şu anda lambalar farklı boyutlarda (E27) sunulmaktadır. İstenirse tavan avizesi veya duvar aydınlatma armatürü için firkete, balıksırtı veya spiral şeklinde bir lamba tercih edebilirsiniz.

Edison'un buluşu tungsten filamentlerin sayısına göre ayrı sınıflara ayrılmıştır. Aydınlatma cihazının maliyeti, gücü ve hizmet ömrü doğrudan bu göstergeye bağlıdır.

EVL'nin çalışma prensibi

Termiyonik emisyon, elektronların ısıtılmış bir filaman gövdesi tarafından ampul içinde oluşturulan bir vakum veya atıl ortama emisyonundan oluşur. Elektron akışını kontrol etmek için manyetik veya elektrik alanı kullanılır.

Termiyonik emisyon, çeşitli frekanslarda elektriksel salınımlar oluşturmak ve güçlendirmek için elektron akışının pozitif niteliklerinin pratik olarak kullanılmasını mümkün kılar.

Radyo tüplerinin özellikleri

Vakum diyotu radyo mühendisliğinin temelidir. Lamba tasarımında iki elektrot (katot ve anot) ve bir ızgara bulunur. Katot emisyon sağlar, bunun için bir tungsten tabakası baryum veya toryum ile kaplanır. Anot nikel, molibden ve grafitten yapılmış bir plaka şeklinde yapılır. Izgara, elektrotlar arasında bir ayırıcıdır. Çalışma sıvısı hareketli parçacıklardan ısıtıldığında, vakumda güçlü bir elektrik akımı yaratılır. Bu tip elektrovakum cihazları radyo mühendisliğinin temelini oluşturur. Geçen yüzyılın ikinci yarısında vakum tüpleri teknik ve radyoelektronik endüstrilerinin çeşitli alanlarında kullanıldı.

Onlar olmadan radyo, televizyon, özel ekipman ve bilgisayar üretmek mümkün değildi.

Uygulama alanları

Hassas alet yapımının ve radyo elektroniğinin gelişmesiyle birlikte, bu lambalar ilgilerini yitirdi ve büyük ölçekte kullanılmaları sona erdi.

Ancak bugün bile EVL'ye ihtiyaç duyan endüstriyel alanlar var, çünkü yalnızca bir vakum lambası cihazların belirli bir ortamda belirli parametrelere göre çalışmasını sağlayabilir.

EVL, askeri-endüstriyel kompleks için özellikle ilgi çekicidir, çünkü vakum tüpleri elektromanyetik darbelere karşı artan dirençle karakterize edilir.

Bir askeri aparat yüze kadar EVL içerebilir. Çoğu yarı iletken malzeme ve elektronik elektronik, artan radyasyon altında ve doğal vakum koşullarında (uzayda) çalışamaz.

EVL, uyduların ve uzay roketlerinin güvenilirliğinin ve dayanıklılığının arttırılmasına katkıda bulunur.

Çözüm

Elektromanyetik enerjinin üretilmesine, güçlendirilmesine ve dönüştürülmesine izin veren elektrovakum cihazlarında, çalışma alanı tamamen havasızdır ve delinmez bir kabuk ile atmosferden çitle çevrilidir.

Termiyonik emisyonun keşfi, vakum diyotu adı verilen basit iki elektrotlu bir lambanın yaratılmasına yol açtı.

Bir elektrik devresine bağlandığında cihazın içinde bir akım belirir. Gerilimin polaritesi değiştiğinde katot ne kadar sıcak olursa olsun kaybolur. Isıtılan katodun sıcaklığının sabit tutulmasıyla anot voltajı ile akım gücü arasında doğrudan bir ilişki kurmak mümkün olmuştur. Elde edilen sonuçlar elektronik vakum cihazlarının geliştirilmesinde kullanılmaya başlandı.

Örneğin bir triyot, üç elektrodu olan bir elektron tüpüdür: bir anot, bir termiyonik katot ve bir kontrol ızgarası.

Geçen yüzyılın başında elektrik sinyallerini güçlendirmek için kullanılan ilk cihazlar triyotlardı. Günümüzde triyotların yerini yarı iletken transistörler almıştır. Vakum triyotları yalnızca yüksek güçlü sinyalleri az sayıda aktif bileşenle dönüştürmenin gerekli olduğu ve ağırlık ve boyutların ihmal edilebildiği alanlarda kullanılır.

Güçlü radyo tüpleri, verimlilik ve güvenilirlik açısından transistörlerle karşılaştırılabilir, ancak hizmet ömürleri çok daha kısadır. Düşük güçlü triyotlarda filamanın çoğu, kademeli güç tüketimine gider, bazen değeri% 50'ye ulaşır.

Tetrodes, elektrik sinyallerinin gücünü ve voltajını artırmak için tasarlanmış elektronik bir çift ızgaralı tüptür. Bu cihazlar triyota kıyasla daha yüksek kazanca sahiptir. Bu tür tasarım özellikleri, televizyonlarda, alıcılarda ve diğer radyo ekipmanlarında düşük frekansları yükseltmek için tetrodların kullanılmasını mümkün kılar.

Tüketiciler, filaman gövdesinin tungsten spiral veya tel olduğu akkor lambaları aktif olarak kullanıyor. Bu cihazların gücü 25 ila 100 W arasındadır, hizmet ömrü 2500-3000 saattir. Üreticiler farklı tabanlara, şekillere ve boyutlara sahip lambalar sunar, böylece aydınlatma cihazının özelliklerini ve odanın alanını dikkate alarak bir lamba seçeneği seçebilirsiniz.

ELEKTRİKLİ VAKUM CİHAZLARI Akımın, gaz geçirmez bir kabuk içindeki yüksek veya gaz yoluyla elektrotlar arasında hareket eden elektronlar veya iyonlar tarafından aktarıldığı cihazlar.

Elektronik cihazlar iki büyük sınıfa ayrılır: elektronik cihazlar ve iyon cihazları.Elektronik cihazlarda elektriğin aktarılması. elektrotlar arası boşlukta katot tarafından yayılan serbest elektronların yüksek vakumdaki hareketi ile belirlenir. Elektrik transferinde gaz deşarjlı (iyon) cihazlarda. Yük hem elektronları hem de ağır yükleri içerir. parçacıklar - bir elektrik akımında hareket eden elektronların etkileşimi sonucu oluşan iyonlar. cihazı dolduran gaz atomlarıyla alan.

Bir elektronik cihazda akım geçişinin özelliklerinden biri, cihazdan akan akımın büyüklüğünün uygulanan akımın büyüklüğüne doğrusal olmayan bağımlılığıdır - doğrusal olmayan volt-amper özellikleri, elektronik cihazlar için kenarlar çoğuldur. durumlar üstel bir fonksiyonla tanımlanabilir. Gaz boşaltma cihazlarının özellikleri çeşitli tiplere sahiptir: yükselen, düşen, patlayıcı vb. Elektrik enerjisi türleri tek yönlü iletkenliğe sahiptir - uygulanan voltajın polaritesi değiştiğinde akımın geçiş koşulları keskin bir şekilde değişir.

Elektrik akımından geçen akımın büyüklüğü, belirli bir cihaz için "engelleme"den (sıfır) mümkün olan maksimum değere kadar ve neredeyse hiç enerji tüketimi olmadan geniş bir aralıkta kontrol edilebilir.

Elektronik elektrikli cihazlar pratik olarak eylemsizdir, yani cihazdan akan akımdaki değişiklik, uygulanan voltaj değiştiğinde neredeyse anında meydana gelir. Bu, elektronların elektrikte hareket etmesi gerçeğiyle belirlenir. Boş uzaydaki (yüksek vakum) alan, aşağıdakine yakın bir hız elde edebilir: 100 kV potansiyel farkına sahip, hızlanan bir alandan geçerken, elektronun hızı ~(2/3) İle. Bu hızlarda, bir elektronun elektrotlar arası boşluktaki uçuş süresi<=10 -10 -10 -9 с, что позволяет считать Э. п. приборами мгновенного действия.

Çoğu elektronik cihaz, hem dönüştürülen enerji türü hem de dönüşüm parametreleri açısından bilgi (sinyal) dönüştürücülerdir.

Dönüştürülen enerji türüne bağlı olarak elektrik santralleri gruplara ayrılır: elektrik enerjisini dönüştürmek. diğer parametrelerle elektrik sinyalleri; elektrik dönüşümü sinyallerin optik (ışık) haline getirilmesi; optik - elektriğe; diğer parametrelerle optikten optiğe.

EP'ler bir sinyalin büyüklüğünü (genliğini) dönüştürebilir, voltajı, akımı, gücü ve optik parlaklığı yükseltebilir. görüntüler vb. dönüştürülen sinyalin değerindeki çok geniş bir aralıktaki değişiklikler. güç açısından - W'nin kesirlerinden onlarca MW'a kadar. E.p. frekanstaki sinyalleri dönüştürebilir, HF ve mikrodalga salınımları üretebilir, AC'yi tespit edip düzeltebilir. akım (ayrıca çok geniş bir aralıkta - sıfırdan onlarca GHz'e kadar). Elektriği değiştirmek (anahtarlamak) için bir dizi E. p. kullanılır. Düşük güç kontrol sinyallerini kullanan yüksek güç ve yüksek voltaj devreleri.

E. p.'ye, elektriği dönüştürüyor. diğer parametrelerle birlikte sinyalleri elektriksel olanlara dönüştürmek vakum tüpleri, mikrodalga elektronik cihazları ( klistronlar, magnetronlar, yürüyen dalga tüpü, geri dalga tüpü), depolama katot ışın tüpleri, belirli gaz boşaltma cihazları (cıva valfleri, gastronlar, ark tiratronları vb.). Elektriği dönüştüren cihazlar. optik sinyaller, katot ışın tüpleri (osiloskoplar, gösterge tüpleri, resim tüpleri), elektron ışık voltajı göstergeleri, akkor lambalar, floresan lambalar dahil gaz deşarjlı ışık kaynaklarıdır (bkz. ) . Optik (ışık) sinyallerin elektriksel sinyallere dönüştürülmesi vakumla gerçekleştirilir fotoseller televizyon yayını yapmak. tüpler (dissektörler, süperortikonlar, vidikonlar vb.). Optik dönüşüm sinyallerin diğer parametrelerle optik olanlara dönüştürülmesi kullanılarak gerçekleşir elektron-optik dönüştürücüler, parlaklık yoğunlaştırıcılar, X-ışını görüntü yoğunlaştırıcılar.

E. p. ayrıca akım stabilizatörlerini (baretler), gaz deşarj voltajı stabilizatörlerini (zener diyotlar) ve mekanik enerjiyi dönüştüren mekanotronları da içerir. elektriksel parametreler (elektrotlar arasındaki mesafenin değişimi, basınç, ivme, titreşimlerin genliği ve frekansı). sinyaller.

Aydınlatılmış.: Tyagunov G.A., Electrovacuum ve M.-L., 1962; Elektronik cihazlar, ed. İYİ OYUN. Shishkina, 4. baskı, M., 1989; Katsnelson B.V., Kalugin A.M., Larionov A.S., Electrovacuum elektronik ve gaz deşarj cihazları. Rehber, 2. baskı, M., 1985.

A. A. Zhigarev.

Elektrovakum cihazı denir. çalışma alanının gaz geçirmez bir kabuk (silindir) ile izole edildiği, yüksek derecede vakuma sahip olduğu veya özel bir ortamla (buharlar veya gazlar) doldurulduğu ve eylemi, çalışma ortamıyla ilişkili elektriksel olaylara dayalı olan bir cihaz. Yüklü parçacıkların boşlukta veya gazda hareketi. Çalışma ortamının doğasına uygun olarak elektrikli vakum cihazları elektronik ve iyonik (gaz deşarjı) olarak ikiye ayrılır.

Elektronik EVP'de el. akım, yalnızca serbest elektronların vakumdaki hareketinden kaynaklanır (elektron tüpleri, katot ışın cihazları, vakum fotoelektronik cihazlar vb.)

İyonik EVP'nin çalışma prensibi kutsal el kullanımına dayanmaktadır. gaz veya metal buharlarında deşarj. Bu cihazlara denir Gaz deşarjı (gaz kırılması, parlama, yüksek frekanslı deşarjlar vb.)

EVP tasarlanmış bir elektrot sisteminden oluşur. fiziksel yönetimi için silindirin içindeki işlemler dışarıyı ayırır. çalışanın iç ortamından. cihazın basitliği.

Her türlü EVP ve büyük hidrolik kırılmada şunlar bulunur: katotlar - elektron yayan (yayan) elektrotlar ve anotlar - elektronları toplayan (toplayan) elektrotlar. Yüklü parçacıkların akışını kontrol etmek için ızgaralar veya profilli plakalar şeklinde yapılmış kontrol elektrotları ve özel elektromanyetik yapısal elemanlar (bobinler) kullanılır. Bilgiyi görsel bir biçimde görüntülemek için kullanılan cihazlarda (CRT'ler, göstergeler ve diğer cihazlar), özel yapısal elemanlar yaygın olarak kullanılır - bir elektron akışının veya elektrik alanının enerjisinin optik radyasyona (parıltıya) dönüştürüldüğü ekranlar. vücut. Elektrotların tasarımları çok çeşitlidir ve cihazların amacına ve çalışma koşullarına göre belirlenir.

EVP ve hidrolik kırma silindirleri cam, metal, seramik ve bu malzemelerin kombinasyonlarından yapılmıştır. Elektrotlardan elde edilen sonuçlar silindirlerin taban, uç ve yan yüzeylerinden yapılır.

Elektronik lamba, elektrotlar arasında vakumda veya seyreltilmiş gazda hareket eden elektronların akışının yoğunluğunu kontrol ederek çalışan bir EVP'dir.

Elektronik tüpler, amaçlanan aydınlatma için (flaş lambaları, ksenon lambalar, cıva ve sodyum lambalar)

Ana elektronik vakum tüpleri türleri:

Diyotlar (kolayca yüksek voltajlar için yapılır, bkz. kenotron), Triodlar, Tetrodes, Pentodes, ışın tetrodeleri ve pentodlar (bu türlerin varyasyonları olarak), Hexodes, Heptodes, Octodes, Nonodes, kombinasyon lambaları (aslında bir silindirde 2 veya daha fazla lamba içerir) )

Elektrot sayısına göre elektronik tüpler ikiye ayrılır:

iki elektrotlu (diyotlar); üç elektrotlu (triyotlar); dört elektrotlu (tetrotlar); beş elektrotlu (pentotlar); ve hatta yedi elektrotlu (heptotlar veya beşgenler).

SORULARDA DEĞİL AMA ÖZETTE OLAN ŞEY!

Elektrovakum cihazı- çalışma alanının havadan arındırıldığı ve çevredeki atmosferden geçilmez bir kabuk tarafından korunduğu, elektromanyetik enerjiyi üretmek, yükseltmek ve dönüştürmek için tasarlanmış bir cihaz.

Bu tür cihazlar, hem elektron akışının bir vakum içinde geçtiği vakumlu elektronik cihazları hem de elektron akışının bir gaz içinde geçtiği gaz deşarjlı elektronik cihazları içerir. Elektrikli vakum cihazları ayrıca akkor lambaları da içerir.

Elektrovakum cihazlarında iletim, bir vakum veya gaz içerisinde elektrotlar arasında hareket eden elektronlar veya iyonlar tarafından gerçekleştirilir.

Başlangıç ​​termiyonik elektronların keşfiyle oldu. 1884 yılında, akkor lamba için akılcı bir tasarım arayışında olan ünlü Amerikalı mucit Thomas Alva Edison, kendi adını taşıyan etkiyi keşfetti. İşte ilk açıklaması: Bir akkor ampulün "filamanın dalları arasına", her ikisinden de aynı uzaklıkta, yalıtımlı bir elektrot olan platin plaka yerleştirilir... Bu elektrot ile arasına bir galvanometre bağlarsanız Filamentin uçlarından biri, daha sonra lamba yandığında, karbon ipliğin pozitif veya negatif ucunun alete takılı olmasına bağlı olarak yönünü değiştiren bir akım gözlemlenir. Ayrıca iplikten geçen akımın şiddeti arttıkça yoğunluğu da artıyor."
Açıklama şu şekildedir: "görünüşe göre, bu lambada, hava (veya kömür) parçacıkları filamandan düz çizgiler halinde uçarak bir elektrik yükünü taşıyor."
Edison bir mucittir, fenomeni analiz etmez. Alıntılanan ifadeler esas itibariyle notun içeriğini sınırlamaktadır. Bu öncelik talebinden başka bir şey değildir. Edison'un bu etki için pratik bir uygulama bulma girişimleri başarısız oldu.

Böylece termiyonik emisyon olgusu keşfedildi ve ilk radyo tüplü elektrikli vakum diyotu yaratıldı.

Termiyonik emisyon (Richardson etkisi, Edison etkisi) - ısıtılmış cisimler tarafından elektron emisyonu olgusu. Metallerdeki serbest elektronların konsantrasyonu oldukça yüksektir, bu nedenle ortalama sıcaklıklarda bile elektron hızlarının (enerji) dağılımı nedeniyle bazı elektronlar metal sınırındaki potansiyel bariyeri aşmak için yeterli enerjiye sahiptir. Artan sıcaklıkla birlikte, termal hareketin kinetik enerjisi iş fonksiyonundan daha büyük olan elektronların sayısı artar ve termiyonik emisyon olgusu fark edilir hale gelir.

Termiyonik emisyon yasalarının incelenmesi, en basit iki elektrotlu lamba - iki elektrot içeren boşaltılmış bir silindir olan bir vakum diyotu kullanılarak gerçekleştirilebilir: katot K ve anot A.

Şekil 3.1 Vakum diyot tasarımı

En basit durumda katot, elektrik akımıyla ısıtılan, refrakter bir metalden (örneğin tungsten) yapılmış bir filamandır. Anot çoğunlukla katodu çevreleyen metal bir silindir şeklini alır. Elektrik devre şemalarında bir diyotun tanımı Şekil 3.2'de gösterilmektedir.

Pirinç. 3.2. Elektrik devre şemalarında vakum diyotunun belirlenmesi.

Devreye bir diyot bağlanırsa, katot ısıtıldığında ve anoda pozitif voltaj (katoda göre) uygulandığında, diyotun anot devresinde bir akım ortaya çıkar. Gerilimin polaritesini değiştirirseniz, katot ne kadar ısıtılırsa ısıtılsın akım durur. Sonuç olarak, katot negatif parçacıklar - elektronlar yayar.

Isıtılan katodun sıcaklığını sabit tutarsanız ve anot akımının anot voltajına (akım-gerilim karakteristiği) bağımlılığını ortadan kaldırırsanız, bunun doğrusal olmadığı, yani Ohm yasasının bir vakum diyotu için geçerli olmadığı ortaya çıkar. . Termiyonik akımın küçük pozitif değerler bölgesindeki anot voltajına bağımlılığı üç saniye kanunu ile açıklanmaktadır.

burada B, elektrotların şekline ve boyutuna ve ayrıca göreceli konumlarına bağlı bir katsayıdır.

Anot voltajı arttıkça akım, doyma akımı adı verilen belirli bir maksimum değere yükselir. Bu, katodu terk eden elektronların neredeyse tamamının anoda ulaştığı anlamına gelir; dolayısıyla alan kuvvetinde daha fazla bir artış, termiyonik akımda bir artışa yol açamaz. Termiyonik akımın anot voltajına bağımlılığı Şekil 3.3'te gösterilmektedir.

Pirinç. 3.3. Termiyonik akımın anot voltajına bağımlılığı

Sonuç olarak, doyma akım yoğunluğu katot malzemesinin emisyonunu karakterize eder. Doyma akım yoğunluğu, teorik olarak kuantum istatistiklerine dayanarak türetilen Richardson-Deshman formülü ile belirlenir:

burada A katottan ayrılan elektronların iş fonksiyonudur,

T - termodinamik sıcaklık,

C, teorik olarak tüm metaller için aynı olan bir sabittir (bu, görünüşe göre yüzey etkileriyle açıklanan deneylerle doğrulanmamıştır). İş fonksiyonundaki bir azalma, doyma akım yoğunluğunda keskin bir artışa yol açar. Bu nedenle, radyo tüpleri, iş fonksiyonu 1-1,5 eV olan oksit katotları (örneğin, alkalin toprak metal oksitle kaplanmış nikel) kullanır.

Birçok vakumlu elektronik cihazın çalışması termiyonik emisyon olgusuna dayanmaktadır.

Elektrikli vakum triyot, ya da sadece triyot, - üç elektroda sahip bir elektron tüpü: bir termiyonik katot (doğrudan veya dolaylı olarak ısıtılır), bir anot ve bir kontrol ızgarası. 1906 yılında Amerikalı Lee de Forest tarafından icat edilmiş ve patenti alınmıştır. Bir vakum triyotunun tasarımı Şekil 3.4'te gösterilmektedir.

Şekil 3.4 Vakum triyot tasarımı

Triyotlar, 20. yüzyılın başlarında elektrik sinyallerini yükseltmek için kullanılan ilk cihazlardı. Triyotun elektrik devre şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 3.5

Pirinç. 3.5 Elektrik devre şemalarında triyot sembolü

Triyotun akım-gerilim karakteristiği Şekil 3.6'da gösterilmiştir.

Pirinç. 3.6 Triyotun akım-gerilim karakteristiği

Triyotun akım-gerilim karakteristiği oldukça doğrusaldır. Bu sayede vakum triyotları güçlendirilmiş sinyale minimum düzeyde doğrusal olmayan bozulma katar.

Şu anda vakum triyotlarının yerini yarı iletken transistörler alıyor. Bunun istisnası, az sayıda aktif bileşenle yüzlerce MHz - GHz düzeyinde yüksek güç frekansına sahip sinyallerin dönüştürülmesinin gerekli olduğu ve boyutların ve ağırlığın o kadar kritik olmadığı alanlardır - örneğin, çıkış aşamalarında radyo vericilerinin yanı sıra yüzey sertleştirme için indüksiyonla ısıtma. Güçlü radyo tüpleri, güçlü transistörlerle karşılaştırılabilecek bir verime sahiptir; Güvenilirlikleri de karşılaştırılabilir ancak hizmet ömürleri çok daha kısadır. Düşük güçlü triyotların verimliliği düşüktür, çünkü kademe tarafından tüketilen gücün önemli bir kısmı akkorluğa, bazen de toplam lamba tüketiminin yarısından fazlasına harcanır.

Tetrode, elektrik sinyallerinin voltajını ve gücünü yükseltmek için tasarlanmış çift ızgaralı bir vakum tüpüdür. Tetrodun elektrik devre şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 3.7

Pirinç. 3.7 Elektrik devre şemalarında tetrode sembolü

Bir triyotun aksine, bir tetrode, kontrol ızgarası ile anot arasında, anodun kontrol ızgarası üzerindeki elektrostatik etkisini zayıflatan bir tarama ağına sahiptir. Bir triyot ile karşılaştırıldığında, bir tetrode yüksek bir kazanca, çok küçük bir anot kontrol ızgarası kapasitansına ve yüksek bir iç dirence sahiptir.
Amaçlarına göre, voltajı ve düşük frekanslı gücü yükseltmek için tetrodlara ve video sinyallerini yükseltmek için tasarlanmış geniş bant tetrodlara ayrılırlar. Sıradan bir ışın tetrodu, iki ızgaralı bir lambadır, ancak koruyucu ızgara ile anot arasına yerleştirilen ve içine bağlanan ışın oluşturucu plakalar kullanılarak elde edilen bir dinatron etkisinin yokluğunda ikincisinden farklıdır. katoda silindir. Işın tetrodları esas olarak alıcıların, televizyonların ve diğer ekipmanların son aşamalarında düşük frekanslı gücü yükseltmek için kullanılır.

Pentot(eski Yunan'dan πέντε beş, elektrot sayısına göre) - tarama ızgarası ile anot arasına üçüncü bir (koruyucu veya anti-dinatron) ızgaranın yerleştirildiği bir tarama ızgarasına sahip bir vakum elektron tüpü. Tasarım ve amaç açısından pentotlar dört ana türe ayrılır: düşük güçlü yüksek frekanslı amplifikatörler, video amplifikatörleri için çıkış pentotları, düşük frekanslı amplifikatörler için çıkış pentotları ve yüksek güçlü jeneratör pentotları.

Korumalı tüpler, tetrode ve pentode, yüksek frekanslarda triyota göre daha üstündür. Pentod amplifikatörünün üst çalışma frekansı 1 GHz'e ulaşabilir. Pentot kullanan bir güç amplifikatörünün verimliliği (%35 civarında), triyot kullanan bir amplifikatörün verimliliğinden (%15-%25) önemli ölçüde daha yüksektir, ancak ışın tetrodları kullanan bir amplifikatörün verimliliğinden biraz daha düşüktür.

Pentotların (ve genel olarak tüm korumalı lambaların) dezavantajları, tek harmoniklerin hakim olduğu bir triyottan daha yüksek doğrusal olmayan distorsiyonlar, kazancın yük direncine keskin bir bağımlılığı, daha yüksek bir içsel gürültü seviyesidir.

Süperheterodin teknolojisinin icadıyla bağlantılı olarak ortaya çıkan, iki kontrol ızgarasına (heptodlar) sahip çok elektrotlu lambalar daha karmaşıktır.