Quais são os princípios básicos da tensão do ânodo?

A tensão do ânodo é o conceito que faz a tecnologia do tubo de vácuo funcionar. É o que faz com que os tubos de vácuo possam desempenhar suas duas principais funções de amplificação e retificação. A tecnologia de semicondutores é possível graças a isso.

Se um pedaço de metal é aquecido, emite elétrons, que carregam uma carga elétrica negativa. As partículas carregadas são atraídas por partículas que carregam uma carga oposta e repelem aquelas com uma carga semelhante. Quando um pedaço de metal emite elétrons, ele carrega uma carga positiva em relação a esses elétrons. Isso faz com que os elétrons retornem ao metal, porque são atraídos por sua carga oposta. Isso resulta em uma nuvem de elétrons ao redor do metal, conhecida como carga espacial.

Um tubo de vácuo aproveita esse efeito e contém uma placa de metal chamada cátodo, que é aquecida. Uma segunda placa de metal é adicionada, chamada ânodo, e quando uma carga positiva é aplicada ao ânodo, ela atrai os elétrons emitidos pelo cátodo e a corrente flui através do tubo de vácuo. Essa carga aplicada é chamada de tensão do ânodo e, quando positiva, faz com que a corrente flua mais rapidamente e é chamada de polarização direta. Quando a tensão do ânodo é negativa, ela se opõe ao fluxo de corrente e é chamada de polarização reversa. Essa última propriedade, que permite que a corrente flua em apenas uma direção através do tubo de vácuo, é chamada de retificação.

Um tubo com duas placas é chamado de diodo. Adicionar uma terceira placa no meio produz um triodo e permite que o tubo amplifique um sinal elétrico. Essa terceira placa é chamada de grade de controle e é uma malha de fios pelos quais os elétrons passam do caminho do cátodo para o ânodo. A grade está mais próxima do cátodo, portanto, qualquer voltagem aplicada à grade amplia os efeitos da criação ou oposição do fluxo de corrente. Portanto, pequenas mudanças na tensão da rede criam mudanças maiores no fluxo de corrente através do tubo.

Um problema com esse projeto é que, como a corrente é amplificada através do tubo, causa alterações na tensão do ânodo. Por sua vez, isso afeta a corrente do ânodo e impede que o tubo seja amplificado em todo o seu potencial. Um quarto elemento, chamado grade da tela, foi adicionado para minimizar esse efeito.

A grade da tela criou um novo problema, no entanto - quando a tensão do ânodo diminuiria mais que a tensão da tela, os elétrons fluiriam do ânodo para a grade da tela. Isso causou um sinal de saída distorcido. A solução foi adicionar outra grade, chamada grade supressora. É polarizado na mesma voltagem que o cátodo e repele todas as emissões do ânodo. Esse tipo de tubo de vácuo de cinco elementos é chamado de pentodo.

Os transistores são semicondutores de três elementos que operam de maneira semelhante a um triodo, embora os nomes reais "ânodo" e "cátodo" sejam usados ​​apenas em certos tipos de transistor. O transistor de unijunção programável é um exemplo. Os semicondutores cumprem as mesmas funções de amplificação e retificação, mas sua capacidade de fazê-lo em um pacote muito menor e com requisitos de energia mais baixos é o que permite as modernas tecnologias eletrônicas e de computador.