Jakie są podstawy napięcia anodowego?
Napięcie anodowe to koncepcja, dzięki której technologia lamp próżniowych działa. To właśnie powoduje, że lampy próżniowe mogą realizować swoje dwie główne funkcje wzmocnienia i rektyfikacji. Z tego powodu możliwa jest technologia półprzewodników.
Jeśli kawałek metalu jest podgrzewany, emituje elektrony, które przenoszą ujemny ładunek elektryczny. Naładowane cząstki są przyciągane do cząstek, które niosą przeciwny ładunek i odpychają te o podobnym ładunku. Kiedy kawałek metalu emituje elektrony, wówczas przenosi ładunek dodatni w stosunku do tych elektronów. Powoduje to powrót elektronów do metalu, ponieważ przyciągają go jego przeciwne ładunki. Powoduje to chmurę elektronów wokół metalu, znaną jako ładunek kosmiczny.
Rura próżniowa wykorzystuje ten efekt i zawiera metalową płytkę zwaną katodą, która jest podgrzewana. Dodaje się drugą metalową płytkę, zwaną anodą, a gdy do anody zostanie przyłożony ładunek dodatni, przyciąga ona elektrony emitowane przez katodę, a prąd przepływa przez rurkę próżniową. Ten przyłożony ładunek nazywany jest napięciem anodowym, a gdy jest dodatni, powoduje, że prąd płynie szybciej i jest nazywany polaryzacją do przodu. Gdy napięcie anodowe jest ujemne, przeciwdziała przepływowi prądu i nazywa się odwróceniem polaryzacji. Ta ostatnia właściwość, która umożliwia przepływ prądu tylko w jednym kierunku przez rurkę próżniową, nazywa się rektyfikacją.
Rura z dwiema płytkami nazywa się diodą. Dodanie trzeciej płytki pośrodku tworzy triodę i pozwala lampie wzmocnić sygnał elektryczny. Ta trzecia płytka nazywana jest siatką kontrolną i jest siatką drutów, przez które elektrony przechodzą w drodze z katody do anody. Siatka jest bliżej katody, więc każde napięcie przyłożone do siatki zwiększa efekty tworzenia lub przeciwdziałania przepływowi prądu. Tak więc niewielkie zmiany napięcia sieciowego powodują większe zmiany w przepływie prądu przez rurkę.
Problem z tą konstrukcją polega na tym, że prąd wzmacniany przez rurkę powoduje zmiany napięcia anody. To z kolei wpływa na prąd anody i uniemożliwia lampie wzmocnienie się przy pełnym potencjale. Dodano czwarty element, zwany siatką ekranu, aby zminimalizować ten efekt.
Siatka ekranowa stworzyła nowy problem - gdy napięcie anody spadnie poniżej napięcia siatki ekranowej, elektrony przepłyną z anody do siatki ekranowej. Spowodowało to zniekształcenie sygnału wyjściowego. Rozwiązaniem było dodanie innej siatki zwanej siatką supresorową. Jest tendencyjny przy tym samym napięciu co katoda i odpycha wszelkie emisje z anody. Ten rodzaj pięcioelementowej lampy próżniowej nazywa się pentodą.
Tranzystory to trzyelementowe półprzewodniki, które działają w podobny sposób jak trioda, chociaż rzeczywiste nazwy „anoda” i „katoda” są używane tylko w niektórych typach tranzystorów. Programowalny tranzystor jednozłączowy jest jednym z takich przykładów. Półprzewodniki pełnią te same funkcje wzmacniania i rektyfikacji, ale ich zdolność do robienia tego w znacznie mniejszej obudowie i przy niższych wymaganiach energetycznych umożliwia nowoczesne technologie elektroniczne i komputerowe.