Cos'è un tubo a vuoto?

Prima di essere sostituito da transistor e circuiti integrati, i tubi a vuoto (valvole termioniche) sono stati utilizzati prevalentemente in dispositivi elettronici come televisori, radio e computer. Sono ancora in uso oggi in alcuni dispositivi specializzati.

L'invenzione dei tubi a vuoto risale all'osservazione del cosiddetto effetto Edison, un'osservazione fatta da Thomas Edison. Edison ha osservato che la corrente scorre tra il filamento di una lampada a incandescenza e una piastra all'interno del vuoto, quando la piastra è collegata all'estremità positiva del filamento.

Poiché i primi computer si sono svolti su tubi a vuoto anziché sui piccoli chip del computer di oggi, un singolo computer ha dovuto contenere migliaia di tubi a vuoto e potevano riempire un'intera stanza. I primi amplificatori stereo hanno anche usato tubi a vuoto e, anche oggi, alcuni audiofili li preferiscono perché producono meno distorsione. I tubi a vuoto sono ancora utilizzati in alcuni amplificatori di chitarra elettrica. Inoltre, i tubi sono ancora usati in alcune applicazioni militari, perché tL'elettronica UBE non è influenzata dalle onde radio fatte da esplosioni atomiche.

I tubi a vuoto sono in genere racchiusi in un recinto di vetro, sebbene alcuni tubi usano invece ceramica o metallo. Nel suo design di diodo più elementare, il tubo o l'inviluppo è sigillato per creare un vuoto. Gli elettrodi all'interno della busta sono collegati ai cavi, che sporgono fuori dalla busta e si collegano a una presa. Un tubo di vuoto di base contiene filamenti all'interno dell'involucro, simili a quelli di una lampadina. I filamenti vengono riscaldati e quindi rilasciano elettroni, creando una nuvola elettronica caricata negativamente. Gli elettroni sono disegnati su un anodo, o piccola piastra metallica, all'interno del tubo, che viene caricato positivamente e viene stabilito un flusso unidirezionale tra il filamento e la piastra.

Un elettrodo aggiuntivo sotto forma di una griglia a forma di schermo piccolo è talvolta contenuto nel tubo, che viene quindi chiamato triodo, whiCH è più efficiente e in grado di amplificare la tensione. Poiché la tensione viene applicata alla griglia, il flusso tra il filamento e la piastra può essere variato. Oltre ai diodi e ai triodi, seguirono ulteriori innovazioni, tra cui tetrodi, esagoncini, ettodi e ottudi, progettati per una varietà di applicazioni speciali e per ridurre al minimo la distorsione. Alcuni tubi a vuoto combinano la funzione di due o più diodi o triodi in una singola unità.

Uno dei principali svantaggi dei tubi a vuoto è che il filamento diventa instabile nel tempo. Inoltre, se l'aria perde nel tubo, l'ossigeno reagirà con il filamento caldo e lo danneggerà. Le proprietà di un tubo cambieranno con l'età, motivo per cui i televisori del tubo a vuoto precoce dovevano essere regolati spesso per produrre una buona immagine.