Van nhiệt điện

Article

May 16, 2022

Van nhiệt điện tử (hoặc ống chân không) là thành phần điện tử "hoạt động" đầu tiên được phát minh. "Hoạt động", chúng tôi có nghĩa là một thành phần, nhờ có nguồn năng lượng bên ngoài, tạo ra tín hiệu được khuếch đại. Hoạt động chung rất đơn giản: cực âm phát ra các electron bằng hiệu ứng nhiệt, tức là bằng cách đốt nóng; dòng electron, tức là dòng điện, đi qua giữa cực âm và một điện cực khác, cực dương, được điều khiển bởi điện áp tại đó một số bộ phận kim loại (lưới) được đặt giữa hai điện cực. Vì dòng điện là do các electron (không phải ion), một số người gọi thiết bị là van nhiệt điện tử.

Chung

Cho đến những năm sáu mươi, các loại ống nhiệt điện tử khác nhau đã được sử dụng với số lượng lớn trong các thiết bị điện tử như máy thu và phát sóng vô tuyến, tivi và nói chung, trong tất cả các loại bộ khuếch đại tín hiệu điện. Những chiếc máy tính điện tử đầu tiên cũng được làm hoàn toàn bằng ống nhiệt điện. Việc phát minh ra van nhiệt điện đã giúp cho quá trình chuyển đổi từ máy ghi âm vô tuyến sang máy ghi âm vô tuyến có thể thực hiện được, vì bằng cách khuếch đại tín hiệu điện, nó có thể truyền không chỉ các xung điện tín mà còn cả giọng nói và âm thanh, do đó mở đầu kỷ nguyên truyền thông đại chúng. Mặc dù ngày nay bóng bán dẫn, ở nhiều dạng và loại khác nhau, đã thay thế các ống trong hầu hết mọi ứng dụng, nhưng chúng vẫn là phương tiện duy nhất để khuếch đại tín hiệu ở tần số cao với công suất theo bậc kilowatt hoặc cao hơn. Chúng vẫn được sử dụng bởi một nhóm nhỏ những người đam mê thiết bị âm thanh "độ trung thực cao". Các bộ tách sóng quang bán dẫn có thể được sử dụng một cách thuận lợi thay cho các điốt quang chân không khi tiếp xúc với bức xạ ion hóa, vì chúng miễn nhiễm với nó. Một ống chân không, nam châm, vẫn có trong mọi lò vi sóng thông thường. Ống tia âm cực được sử dụng phổ biến trong ti vi và máy hiện sóng cũng là một loại ống nhiệt điện tử đặc biệt.

Nguyên lý hoạt động

Ống nhiệt điện tử bao gồm một vỏ bằng thủy tinh (trong một số mẫu là kim loại hoặc gốm), trong đó được tạo ra chân không, chứa một dây tóc kim loại được đưa đến sợi đốt (từ 1.000 đến 3.000 ° C) khiến nó có dòng điện chạy qua. Không giống như bóng đèn, nó có chứa một hoặc nhiều phần tử kim loại (dưới dạng lưới hoặc các tấm chắn), có thể được kết nối từ bên ngoài. Dây tóc kim loại, hay đúng hơn là một ống kim loại bao quanh nó, trong trường hợp đốt nóng gián tiếp, được gọi là cực âm. Phần tử kim loại ngoài cùng được gọi là cực dương. Bất kỳ phần tử trung gian nào được gọi là lưới. Nguyên tắc hoạt động của ống nhiệt điện là phát xạ nhiệt điện tử: mọi kim loại, đặc biệt ở nhiệt độ cao đều phát ra các êlectron, các điện tích cơ bản cùng dấu âm. Nếu cực âm được phân cực âm so với cực dương, tức là nếu cực âm được nối với cực âm của pin và cực dương với cực dương, một dòng electron, tức là dòng điện, sẽ được thiết lập giữa catốt và anot (do các êlectron bị hút về anot). Nếu phân cực ngược lại, sẽ không có dòng điện nào đi qua giữa catốt và anốt, vì anốt sẽ đẩy các electron. Kết quả là một thiết bị chỉ có khả năng cho dòng điện đi qua một hướng, được gọi là điốt được sử dụng chủ yếu như một máy dò hoặc một bộ chỉnh lưu. Trong các loại van đầu tiên, cực âm được đốt nóng trực tiếp, tức là cực âm được tạo thành từ chính dây tóc. Hệ thống đã bị bỏ rơi, do các vấn đề liên quan đến nhu cầu làm cho các catốt hoạt động ở các điện áp khác nhau (xem nhiều van, triode đôi, triode-pentodes). Nhiệm vụ đốt nóng cực âm ngày nay được giao cho một dây tóc tương tự như dây tóc của bóng đèn điện áp thấp, được đưa vào bên trong một ống hợp kim niken phủ e