Hvad er det grundlæggende ved anodespænding?

Anodespænding er det koncept, der får vakuumrørteknologi til at fungere. Det er, der får vakuumrør til at være i stand til at udføre deres to hovedfunktioner for forstærkning og ensretning. Halvlederteknologi gøres mulig på grund af dette.

Hvis et stykke metal opvarmes, udsender det elektroner, som har en negativ elektrisk ladning. Opladede partikler tiltrækkes af partikler, der bærer en modsat ladning og afviser dem med en lignende ladning. Når et stykke metal udsender elektroner, bærer det derefter en opladning, der er positiv i forhold til disse elektroner. Dette får elektronerne til at vende tilbage til metallet, fordi de tiltrækkes af dets modsatte ladning. Dette resulterer i en sky af elektroner omkring metallet, der er kendt som en rumladning.

Et vakuumrør drager fordel af denne virkning, og det indeholder en metalplade kaldet en katode, der opvarmes. Der tilføjes en anden metalplade, kaldet en anode, og når en positiv ladning påføres anoden, tiltrækker den de elektroner, der udsendes af katoden, og strømmen strømmer gennem vakuumrøret. Denne anvendte ladning kaldes anodespændingen, og når den er positiv, får den strømmen til at strømme hurtigere og kaldes forspændingsforsinkelse. Når anodespændingen er negativ, modsætter den strømmen og kaldes omvendt forspænding. Denne sidste egenskab, der tillader strøm at strømme i kun en retning gennem vakuumrøret, kaldes ensretning.

Et rør med to plader kaldes en diode. Tilføjelse af en tredje plade i midten producerer en triode og giver røret mulighed for at forstærke et elektrisk signal. Denne tredje plade kaldes et kontrolgitter og er et net af ledninger, som elektronerne passerer igennem på vej fra katoden til anoden. Gitteret er tættere på katoden, så enhver spænding, der påføres nettet, forstørrer virkningerne af at skabe eller modsætte strøm. Så små ændringer i netspændingen skaber større ændringer i strømmen over røret.

Et problem med dette design er, at når strømmen forstærkes over røret, forårsager det ændringer i anodespændingen. Dette påvirker igen anodestrømmen og holder røret i at forstærke ved sit fulde potentiale. Et fjerde element, kaldet skærmgitteret, blev tilføjet for at minimere denne effekt.

Skærmenettet skabte imidlertid et nyt problem - når anodespændingen ville gå lavere end skærmsnetsspændingen, ville elektroner strømme fra anoden til skærmnettet. Dette forårsagede et forvrænget udgangssignal. Løsningen var at tilføje et andet gitter, kaldet et suppressor gitter. Den er partisk ved den samme spænding som katoden og afviser eventuelle emissioner fra anoden. Denne type femelements vakuumrør kaldes en pentode.

Transistorer er treelementshalvledere, der fungerer på lignende måde som en triode, selvom de faktiske navne "anode" og "katode" kun bruges i visse typer transistor. Den programmerbare unijunction-transistor er et sådant eksempel. Halvledere tjener de samme funktioner som forstærkning og ensretning, men deres evne til at gøre det i en meget mindre pakke og med lavere effektbehov er det, der muliggør moderne elektroniske og computerteknologier.