Vad är grunderna för anodspänning?

Anodspänning är konceptet som gör vakuumrörstekniken att fungera. Det är det som får vakuumrören att kunna utföra sina två huvudfunktioner för förstärkning och likriktning. Halvledarteknologi möjliggörs på grund av detta.

Om ett metallstycke värms avger det elektroner som har en negativ elektrisk laddning. Laddade partiklar lockas till partiklar som har en motsatt laddning och avvisar de med en liknande laddning. När en metallbit avger elektroner bär den sedan en laddning som är positiv med avseende på dessa elektroner. Detta får elektronerna att återvända till metallen eftersom de lockas till dess motsatta laddning. Detta resulterar i ett moln av elektroner runt metallen, som är känd som en rymdladdning.

Ett vakuumrör drar nytta av denna effekt, och den innehåller en metallplatta som kallas en katod, som värms upp. En andra metallplatta läggs till, kallad en anod, och när en positiv laddning appliceras på anoden, drar den till sig de elektroner som släpps ut av katoden, och ström flyter genom vakuumröret. Denna applicerade laddning kallas anodspänningen, och när den är positiv, får den ström att flöda snabbare och kallas framförspänning. När anodspänningen är negativ motsätter den strömflödet och kallas omvänd förspänning. Denna sista egenskap, som tillåter ström att flöda i en enda riktning genom vakuumröret, kallas rätning.

Ett rör med två plattor kallas en diod. Att lägga till en tredje platta i mitten ger en triode och gör det möjligt för röret att förstärka en elektrisk signal. Denna tredje platta kallas ett styrnät och är ett trådnät som elektronerna passerar genom på väg från katoden till anoden. Rutnätet är närmare katoden, så all spänning som appliceras på nätet förstorar effekterna av att skapa eller motverka strömflödet. Så små förändringar av nätspänningen skapar större förändringar i strömmen över röret.

Ett problem med denna konstruktion är att när strömmen förstärks över röret orsakar den förändringar i anodspänningen. Detta påverkar i sin tur anodströmmen och hindrar röret från att förstärkas vid sin fulla potential. Ett fjärde element, kallad skärmnätet, lades till för att minimera denna effekt.

Skärmrutnätet skapade emellertid ett nytt problem - när anodspänningen skulle gå lägre än skärmnätets spänning, skulle elektroner flyta från anoden till skärmnätet. Detta orsakade en förvrängd utsignal. Lösningen var att lägga till ett annat rutnät, kallat ett undertryckningsnät. Den är förspänd på samma spänning som katoden och avvisar eventuella utsläpp från anoden. Denna typ av fem-element vakuumrör kallas en pentode.

Transistorer är halvledare med tre element som fungerar på liknande sätt som en triode, även om de faktiska namnen "anod" och "katod" endast används i vissa typer av transistor. Den programmerbara unijunction-transistorn är ett sådant exempel. Halvledare har samma funktioner som förstärkning och korrigering, men deras förmåga att göra det i ett mycket mindre paket och med lägre effektbehov är det som möjliggör modern elektronisk och datateknologi.