Histórico:
El origen de tecnología de tubos era una bombilla de filamento de carbono. Después de que las lámparas aún llenas de aire hubieran sobrevivido menos de cinco minutos, se bombeó el aire. Con estas primeras lámparas ya podrías iluminar algo. Pero el interior de las bombillas de vidrio pronto se volvió negro, lo que sugería que emanaba algún material del filamento de carbono.
Varias artesanías llevaron gradualmente al éxito.
Se montó una lámina de metal en la lámpara con la esperanza de que las partículas se asentaran allí. Pero esto no era así.
Todo era como una tienda por departamentos en una venta. Las partículas se esparcen por todo el "edificio". La chapa tampoco influyó. Solo comenzó a funcionar cuando la lámina de metal se hizo accesible eléctricamente desde el exterior con un cable. Se encontró que la hoja de metal estaba ligeramente cargada negativamente y mientras la lámpara estaba encendida, esta carga negativa se "reabastecía" una y otra vez. Y como sabías que hay electrones y que tienen carga negativa, podías imaginar el filamento emitiendo electrones.
Pero mientras el estaño no estaba conectado al filamento, era como un almacén donde la entrada está abierta pero no hay salida. En algún momento, todo se llenó de electrones y se creó una nube negativa, por no decir una multitud de electrones, de modo que no pudieron escapar más electrones del filamento.
Ahora ha conectado la hoja de metal a un extremo del filamento. Los electrones pudieron salir de la habitación a través de esta "salida" y así dejar espacio para nuevos electrones. El hecho de que terminaron de nuevo en el punto de emisión es irrelevante para los electrones.
Desafortunadamente, el efecto de "limpieza" en el bulbo de vidrio aún no era grande, porque solo los electrones que aterrizaban accidentalmente en la hoja de metal (y con ellos las diminutas partículas de carbono que llevaban consigo) se mantenían alejados del vidrio. Y una bombilla incandescente con carcasa de metal no produce mucha luz.
El siguiente intento fue atraer los electrones a la hoja de metal. Esto funcionó en el momento en que la lámina de metal se sometió a un voltaje positivo (en relación con el filamento). Este voltaje positivo ahora (como la mesa de hurgar) atrajo los electrones. Y como también midió la corriente que fluía, vio que obtenía una corriente mayor o menor dependiendo del voltaje.
Ahora nació el tubo de electrones. Y entonces la gente comenzó a experimentar con él. Así, en el “almacén” se instaló una rejilla de paso variable después de la entrada (cátodo) y la salida (ánodo). Esto permitió controlar el flujo de electrones entre el ánodo y el cátodo no solo por el nivel del voltaje del ánodo, sino también por el voltaje negativo en la rejilla.
Tienes que imaginarlo así: las barras de la red están tan separadas que la mayoría de los electrones pueden pasar a través de ellas. Algunos golpean las barras, pero para la mayoría no es un obstáculo. Si ahora hace que la red sea negativa (las cargas del mismo nombre se repelen entre sí y los electrones son negativos), parece que las barras de la red son más gruesas. El flujo se ralentiza significativamente. En casos extremos, la rejilla se cierra, incluso si un voltaje de ánodo positivo atrae a los electrones.
A cambio, se forma un "retraso" en el cátodo, es decir, una nube de electrones. Con este primer tubo controlable se conmutaban relés sin pérdidas en telefonía (o al menos se tenía esa idea). Así que eran una especie de "tubos de relé". En ese momento nadie había pensado en una operación de amplificación.
Llegados a este punto, los dos primeros tipos de tubos que ahora "conocemos": Cátodo calentado (filamento hecho de tungsteno = cátodo de tungsteno) y lámina de ánodo = dos electrodos = diodo.
Cátodo calentado, ánodo y rejilla = tres electrodos = triodo.
Hemos visto que la corriente a través del triodo puede ser regulada por el voltaje de la red por un lado, pero también por el voltaje del ánodo por el otro. Esta circunstancia puso límites al “tubo de relevos”. Si utiliza un relé normal con una corriente en el bobina cierra un contacto, por lo que no le importa a la bobina magnética ahora qué tan grande es el voltaje a través del contacto cerrado. Es cero de todos modos si el contacto está correctamente cerrado. Y la bobina impulsora y el contacto cerrado no tienen nada que ver entre sí eléctricamente.
Pero es diferente con el tubo: si el tubo conduce, solo lo hace si todavía tiene un voltaje de ánodo positivo. Esto tiene el mismo efecto que si el relé del teléfono, que debe encenderse y apagarse con el tubo, se conecta a través de un Resistencia conectado a la tensión de funcionamiento. Necesita un voltaje más alto porque parte del voltaje permanece (debe permanecer) en esta resistencia (o en el tubo en nuestro caso) y esta caída de voltaje es una pérdida de energía adicional.
El siguiente paso fue encontrar un electrodo que redujera significativamente esta reacción del ánodo. Se construyó una segunda rejilla de malla bastante ancha, a través de la cual tenían que pasar los electrones. Un voltaje negativo habría impedido que los electrones volaran, por lo que la rejilla de la pantalla se conectó a un voltaje positivo. Por un lado, ahora había electrones que eran atrapados por las barras que estaban en su trayectoria. La mayoría de ellos, sin embargo, volaron a través de él y se aceleraron significativamente en el proceso. Y mientras los electrones caigan en un electrodo, fluye una corriente.
Entonces, si volvemos a usar nuestra tienda por departamentos, los clientes son transportados por una cinta transportadora después de haber ingresado y pasado la cuadrícula de control, independientemente de si quieren ir a este destino o no. Por lo tanto, están en camino por cinta transportadora (rejilla de pantalla) en dirección a la salida (ánodo). Llamaríamos a este tubo un tetrodo gracias a los cuatro electrodos.
Dependiendo de qué tan abierta estaba la salida (según el nivel de voltaje del ánodo), hubo golpes en la salida (ánodo) y sucedió que más clientes "escaparon" de la salida hacia el interior que el número de los que realmente salió de la tienda. Para evitar un remanso en esta región, se desplegó una tropa que envió a los alborotadores de regreso a la entrada por una ruta separada.
O relacionado con el tubo: bajo ciertas condiciones de voltaje, es decir, cuando el voltaje del ánodo es bajo en comparación con el voltaje de la rejilla de la pantalla, pero los electrones golpean el ánodo con una fuerza razonable, expulsan "electrones secundarios" allí, que son atraídos por la pantalla rejilla porque esta es mas positiva es como el anodo. Entonces, la corriente disminuye (en un cierto rango) a medida que aumenta el voltaje, lo que corresponde a una resistencia negativa.
Esta función puede provocar efectos no deseados y normalmente debería evitarse. Para ello se utilizó la tercera rejilla, la rejilla de freno. Esto evita que los electrones vuelen de regreso a la rejilla de la pantalla porque está en cero. Volt miente y por lo tanto tiene un efecto más bien repulsivo, o el ánodo es aún más positivo.
En el campo de la historia también cabe mencionar que la bombilla como Tubos-Origen pronto se equipó con mejores filamentos que trajeron más salida de luz porque soportaron temperaturas más altas. Con la temperatura más alta, la emisión de electrones también aumentó. Con el uso del hilo incandescente de tungsteno, se logró una emisión utilizable. Los primeros tubos de radio todavía estaban equipados con tales cables de emisión de calor.
Primeros desarrollos:
Pronto el poder de emisión de los hilos de tungsteno ya no fue suficiente y se empezaron a utilizar otros materiales. Además, el calentamiento estaba separado del cátodo porque, con elementos separados, el calentamiento podía conectarse a casi cualquier potencial, mientras que el cátodo podía conectarse a tierra o a un voltaje de más de 100V. Así fue posible desarrollar dispositivos (los primeros televisores de tubo) que podían prescindir de un transformador para calentar el tubo.
Según la aplicación, se han desarrollado tubos con hasta siete rejillas (EQ80).
Además, se fabricaron tubos con diseños más pequeños. La tecnología de conexión también se ha desarrollado aún más. Y finalmente, la tensión de calefacción también se adaptó a las necesidades especiales.
Después de que prácticamente todos los fabricantes nombraran sus tubos de acuerdo con su propio código, se introdujo un estándar de designación en Europa Occidental. Este constaba de al menos dos letras y un número. Cuando se introdujeron los primeros tubos múltiples desde el inicio de este código, se tuvieron que usar más letras (hasta 4) y más números. La siguiente tabla proporciona información sobre el significado de las letras y números más importantes.
Tomemos el EABC 80 como ejemplo:
Lo primero es la calefacción. por lo tanto significa
Un = 4V
C = Calentador de serie 0,2A
D = 1,4 V
mi = 6,3 V
G = 3,15 V (GY501) o 5 V (GZ34)
Calentador de serie H = 0,15A
K = 2V
Calentador de serie P = 0,3A
Calentador de serie U = 0,1A
V = Calentador en serie 0,05A X = Calentador en serie 0,6A.
La segunda (y siguiente) es la función de tubo
A = diodo de señal pequeña
B = diodo dual de pequeña señal
C = pequeña señal triodo
D = triodo de potencia
E = tetrodo o tubo de emisión secundario
F = pequeña señalPentodo
H = hexodo o heptodo (4 o 5 cuadrículas)
K = octodo
L = pentodo de potencia (o tetrodo de potencia de haz)
M = Ojo Mágico / Tubo Indicador
P = (con sufijo) tubo de emisión secundario
Q = Eneode (7 rejillas)
Y diodo de potencia
Z = diodo doble de potencia
Luego los números. Por un lado, estos indican el tipo de conexión (tipo de enchufe), por otro lado, son números de serie, por lo que los números impares a veces pueden indicar tubos de control.
1-9 dígitos = pin o base de copa
10 … = Zócalo de llave de 8 pines (los pines parecen huesos de dedos)
20… = Loctal, corresponde en gran medida al zócalo octal, pero tiene pines más delgados. Lorenz construyó tubos con este zócalo pero con la designación 71... (EM71)
30… = zócalo octal de 8 pines
40… = Rimlock de 8 pines
50… base olla 8 polos
500… Toma Magnova 9 pines
60… = tubo subminiatura, soldado
70… = tubo subminiatura con enchufe, generalmente 8 polos
80… = enchufe Noval de 9 pines
90… = toma miniatura 7 polos
200… = base de calcomanía (como Noval, solo 1 pin más) 10 polos
Entonces, el EABC80 es un tubo con un enchufe Noval, con el número de secuencia CERO, con calentamiento de 6,3V, incluye un diodo de señal pequeña, así como un diodo doble de señal pequeña y un triodo de señal pequeña.
Después de estas primeras explicaciones algunas cosas mecánicas:
En el caso de un tubo, los parámetros mecánicos en particular juegan un papel importante. Aquí nuevamente volvemos al problema de los electrones mencionados anteriormente, que son eliminados del ánodo y ya no vuelven a caer sobre él cuando el voltaje del ánodo es bajo, sino que terminan en la rejilla de la pantalla, que es más positiva que el ánodo. Hemos visto que la rejilla supresora actúa como una "policía" para interceptar los electrones "disturbios" equivocados y transportarlos de vuelta al cátodo.
Con los pentodos de potencia existe otra posibilidad de prescindir de la rejilla de freno. Puedes construir una especie de túnel después de la rejilla de la pantalla a través del cual los electrones tienen que volar para llegar al ánodo. Este túnel de chapa está conectado al cátodo como una rejilla de frenado. Debido a la agrupación del haz de electrones, los electrones (vagabundos) que se originan en el ánodo están completamente expuestos al ataque de los electrones correctamente guiados y son empujados en la dirección correcta, por así decirlo. Y si no quieres, terminas en la pared del túnel.
Esta construcción se llama tetrodo beampower. Aunque no tiene una rejilla de frenado real, la función no es diferente a la del pentodo. Es por eso que no está marcado con su propia letra y, a menudo, apenas se menciona en las hojas de datos.
Solo se puede decir esto sobre las curvas de los tubos: la inclinación de la curva Ia/Ug tiene mucho que ver con la amplificación. En general, se puede decir que cuanto más empinada, mayor es la amplificación. Con el tiempo, se ha descubierto que llevar la rejilla de control lo más cerca posible del cátodo aumenta la transconductancia. Originalmente, las rejillas eran rejillas, luego los cables se envolvieron alrededor de las vigas de soporte para construir algo parecido a una escalera. El problema con este tipo de rejillas es que tienen que ser estables para que puedan colocarse lo suficientemente cerca del cátodo. Por esta razón se desarrollaron las rejillas de sujeción. Aquí, los largueros no se enrollan simplemente, sino que se construye un marco de celosía estable, que se enrolla firmemente y se suelda con alambre extremadamente delgado. Estos alambres de rejilla apenas pueden oscilar y no cambian de forma incluso bajo influencias térmicas.
Ahora uno podría suponer que hoy en día solo hay tubos de celosía. Ese no es el caso. Debido a que el tubo de rejilla daría como resultado datos de tubo modificados, de modo que un reemplazo de tubo solo sería posible después de adaptar el circuito, o con los mismos datos, las ventajas de esta tecnología no serían de ninguna utilidad y solo el mayor esfuerzo para la producción. se reflejaría en el precio.
Y aquí hay algunos datos básicos:
Los cátodos de hoy pueden entregar altas corrientes. Sin embargo, nunca deben estar tan fuertemente cargados durante la operación que todos los electrones en la nube de electrones (el "almacén" entre el cátodo y la rejilla de control) se "quemen". Por lo tanto, la corriente de cátodo máxima puede superarse durante un máximo de 0,1 segundos si después hay suficiente tiempo para volver a formar la nube de electrones.
La placa del ánodo y la rejilla de la pantalla tienen que transportar una corriente y, por lo tanto, son uno Rendimiento expuestas, que deben irradiar en forma de calor. Si se excede esta potencia, las piezas comienzan a brillar, lo que en primer lugar provoca una sobrecarga térmica de todo el tubo, en segundo lugar, se produce una expansión incontrolada de los electrodos y, por lo tanto, posiblemente cortocircuitos, y en tercer lugar, las dimensiones mecánicas y, por lo tanto, los datos del tubo pueden cambiar permanentemente.
La rejilla de control no puede aceptar ninguna corriente (por encima de unos 10 microamperios) debido a su delicada construcción. Los circuitos de rejilla de control positivo dañarán los tubos en muy poco tiempo. Las excepciones son los tubos de impulsos especiales que se utilizan para bloquear osciladores. Pero el tiempo actual de la red es muy corto y el tiempo de recuperación es correspondientemente largo.