Quelles sont les bases de la tension d'anode?
La tension anodique est le concept qui fait fonctionner la technologie des tubes à vide. C'est ce qui permet aux tubes à vide de remplir leurs deux fonctions principales d'amplification et de rectification. La technologie des semi-conducteurs est rendue possible grâce à cela.
Si un morceau de métal est chauffé, il émet des électrons, qui portent une charge électrique négative. Les particules chargées sont attirées par les particules portant une charge opposée et repoussant celles ayant une charge similaire. Lorsqu'un morceau de métal émet des électrons, il porte alors une charge positive par rapport à ces électrons. Cela provoque le retour des électrons dans le métal, car ils sont attirés par sa charge opposée. Il en résulte un nuage d’électrons autour du métal, appelé charge d’espace.
Un tube à vide tire parti de cet effet et contient une plaque métallique appelée cathode, qui est chauffée. Une deuxième plaque métallique, appelée anode, est ajoutée. Lorsqu'une charge positive est appliquée à l'anode, elle attire les électrons émis par la cathode et le courant circule dans le tube à vide. Cette charge appliquée s'appelle la tension anodique. Lorsqu'elle est positive, le courant circule plus rapidement et est appelée polarisation directe. Lorsque la tension d'anode est négative, elle s'oppose au flux de courant et est appelée polarisation inverse. Cette dernière propriété, qui permet au courant de circuler dans le tube à vide dans une seule direction, est appelée rectification.
Un tube à deux plaques s'appelle une diode. L'ajout d'une troisième plaque au milieu produit une triode et permet au tube d'amplifier un signal électrique. Cette troisième plaque s'appelle une grille de contrôle et est un maillage de fils que les électrons traversent pour se rendre de la cathode à l'anode. La grille étant plus proche de la cathode, toute tension appliquée à la grille amplifie les effets de la création ou de l’opposition à la circulation du courant. Ainsi, de petites modifications de la tension du réseau entraînent des modifications plus importantes du flux de courant dans le tube.
Un problème avec cette conception est que, comme le courant est amplifié à travers le tube, il provoque des changements dans la tension anodique. Cela affecte à son tour le courant anodique et empêche le tube de s’amplifier à son plein potentiel. Un quatrième élément, appelé grille d’écran, a été ajouté pour minimiser cet effet.
La grille d'écran a créé un nouveau problème, cependant: lorsque la tension de l'anode deviendrait inférieure à la tension de la grille de l'écran, les électrons circuleraient de l'anode à la grille de l'écran. Cela a provoqué une distorsion du signal de sortie. La solution a été d’ajouter une autre grille, appelée grille de suppression. Il est polarisé à la même tension que la cathode et repousse toute émission de l'anode. Ce type de tube à vide à cinq éléments s'appelle une pentode.
Les transistors sont des semi-conducteurs à trois éléments qui fonctionnent de manière similaire à une triode, bien que les noms réels "anode" et "cathode" ne soient utilisés que dans certains types de transistors. Le transistor unijonction programmable en est un exemple. Les semi-conducteurs remplissent les mêmes fonctions d'amplification et de rectification, mais leur capacité à le faire dans un boîtier beaucoup plus petit et avec des besoins en énergie plus faibles est ce qui permet les technologies électroniques et informatiques modernes.