Hva er det grunnleggende ved anodespenning?

Anodespenning er konseptet som gjør at vakuumrørteknologi fungerer. Det er det som får vakuumrør til å kunne utføre sine to hovedfunksjoner for forsterkning og ensretting. Halvlederteknologi muliggjøres på grunn av dette.

Hvis et stykke metall varmes opp, avgir det elektroner som har en negativ elektrisk ladning. Ladede partikler tiltrekkes av partikler som har en motsatt ladning og frastøter de med en lignende ladning. Når et metallstykke avgir elektroner, bærer det deretter en ladning som er positiv med hensyn til disse elektronene. Dette får elektronene til å gå tilbake til metallet, fordi de tiltrekkes av motsatt ladning. Dette resulterer i en sky av elektroner rundt metallet, som er kjent som en romladning.

Et vakuumrør drar fordel av denne effekten, og det inneholder en metallplate som kalles en katode, som blir oppvarmet. En annen metallplate blir lagt til, kalt en anode, og når en positiv ladning påføres anoden, tiltrekker den elektronene som avgis av katoden, og strøm strømmer gjennom vakuumrøret. Denne påførte ladningen kalles anodespenningen, og når den er positiv, får den strømmen til å strømme raskere og kalles forspenning. Når anodespenningen er negativ motsetter den strømmen og kalles omvendt skjevhet. Denne siste egenskapen, som lar strømmen strømme i bare en retning gjennom vakuumrøret, kalles ensretting.

Et rør med to plater kalles en diode. Å legge til en tredje plate i midten gir en triode og lar røret forsterke et elektrisk signal. Denne tredje platen kalles et kontrollnett og er et nett av ledninger som elektronene går gjennom på vei fra katoden til anoden. Rutenettet ligger nærmere katoden, så all spenning som påføres nettet forsterker effekten av å skape eller motsette strømmen. Så små endringer i nettets spenning skaper større endringer i strømmen over røret.

Et problem med denne utformingen er at når strømmen forsterkes over røret, forårsaker den endringer i anodespenningen. Dette påvirker igjen anodestrømmen og holder røret fra å forsterke på sitt fulle potensiale. Et fjerde element, kalt skjermnettet, ble lagt til for å minimere denne effekten.

Skjermnettet skapte imidlertid et nytt problem - når anodespenningen ville gå lavere enn skjermnettets spenning, ville elektroner strømme fra anoden til skjermnettet. Dette forårsaket et forvrengt utgangssignal. Løsningen var å legge til et annet rutenett, kalt et undertrykkende rutenett. Den er partisk med samme spenning som katoden og avviser eventuelle utslipp fra anoden. Denne typen vakuumrør med fem elementer kalles en pentode.

Transistorer er treelement-halvledere som fungerer på samme måte som en triode, selv om de faktiske navnene "anode" og "katode" bare brukes i visse typer transistor. Den programmerbare unijunction-transistoren er et slikt eksempel. Halvledere har de samme funksjonene som forsterkning og retting, men deres evne til å gjøre det i en mye mindre pakke og med lavere effektbehov er det som muliggjør moderne elektroniske og datateknologier.