Ինչ է վակուումային դիոդը

Ինչ է վակուումի դիոդը ?

Վակուումի դիոդի սահմանում

Վակուումի դիոդը էլեկտրոնային սարք է, որը կառավարում է էլեկտրական հոսանքը բարձր վակուումում երկու էլեկտրոդների միջև՝ կաթոդում և անոդում։ Կաթոդը մետաղապատ գլան է, որը պատգծված է նյութով, որը էլեկտրոններ է շնորհում երբ այն տաքացվում է, իսկ անոդը դատարկ մետաղապատ գլան է, որը էլեկտրոնները ժամանում է կաթոդից։ Վակուումի դիոդի սիմվոլը ներկայացված է ներքևում։

Վակուումի դիոդը հայտնվել է Սիր Ջոն Ամբրոս Ֆլեմինգի կողմից 1904 թվականին և նաև հայտնի է Ֆլեմինգի վալվե կամ թերմիոնիկ վալվե անունով։ Այն առաջին վակուումի խողովակն է և այլ վակուումի խողովակային սարքերի, ինչպիսիք են տրիոդները, տետրոդները և պենտոդները, նախնիկն է, որոնք լայնորեն օգտագործվել են էլեկտրոնիկայում 20-րդ դարի առաջին կեսում։ Վակուումի դիոդները նախահայտ են լինել ռադիո, տեսական, ռադար, ձայնի գրառման և վերաստեղծման, երկար հեռավորության հեռախոսացանցերի, ինչպես նաև անալոգ և առաջին դիջիտալ համակարգչների զարգացման համար։

Գործողության սկզբունք

Վակուումի դիոդը գործում է թերմիոնիկ էմիսիայի սկզբունքով, որտեղ էլեկտրոնները շնորհվում են տաքացված մետաղային մակերևույթից։ Երբ կաթոդը տաքացվում է, էլեկտրոնները շնորհվում են վակուումում։ Անոդի վրա դրական լարումը այդ էլեկտրոնները ձգում է, թույլ տալով հոսանքի հոսքը կաթոդից անոդի ուղղությամբ։

Այնուամենայնիվ, եթե անոդի վրա կիրառված դրական լարումը բավարար չէ, անոդը չի կարող ձգել բոլոր էլեկտրոնները կաթոդից շնորհված տաք ֆիլամենտի պատճառով։ Արդյունքում, որոշ էլեկտրոններ կուտակվում են կաթոդի և անոդի միջև տարածության մեջ, կազմում են բացասական լարվածության գույն կոչվող կուտակում։ Տարածության լարվածությունը դառնում է առաջարկ այն էլեկտրոնների համար, որոնք շնորհվում են կաթոդից և կրճատում է հոսանքի հոսքը շղթայում։

Եթե կաթոդի և անոդի միջև կիրառված լարումը փոքրացնենք, ավելի և ավելի շատ տարածության լարվածության էլեկտրոններ կդիմեն անոդին և ստեղծեն ազատ տարածություն նոր շնորհված էլեկտրոնների համար։ Այսպիսով, կաթոդի և անոդի միջև լարումը ավելացնելով, կարող ենք ավելացնել էլեկտրոնների շնորհման արագությունը և հոսանքի հոսքը շղթայում։

Որոշ պահի, երբ անոդի լարումը neutralizes տարածության լարվածությունը, այլևս չկա առաջարկ էլեկտրոնների շնորհման կաթոդից։ Այնուհետև էլեկտրոնների լուսնային փուլ սկսում է ազատ հոսել կաթոդից անոդին տարածության միջով։ Արդյունքում, հոսանքը հոսում է անոդից կաթոդին իր առավելագույն արժեքով, որը կախված է միայն կաթոդի ջերմությունից։ Այս անվանում է առավելագույն հոսանք։

Մյուս կողմից, եթե անոդը դարձնենք բացասական հարաբերական կաթոդին, չկա էլեկտրոնների շնորհում դրանից, քանի որ այն ցուրտ է, ոչ տաք։ Հիմա, կաթոդից շնորհված էլեկտրոնները չեն հասնում անոդին բացասական անոդի դեմ հանգիստի պատճառով։ сильный заряд пространства накапливается между анодом и катодом. Из-за этого заряда все последующие эмитированные электроны отталкиваются обратно к катоду, и, следовательно, эмиссия не происходит. Поэтому, ток в цепи не протекает. Таким образом, вакуумные диоды позволяют току течь только в одном направлении: от катода к аноду.

Երբ անոդին հասնում է ոչ մի լարում, իդեալական դեպքում շղթայում չպետք է լինի հոսանք։ Այնուամենայնիվ, էլեկտրոնների արագության վիճակային ալիքային շարժումների պատճառով որոշ էլեկտրոններ դեռ հասնում են անոդին։ Այս փոքր հոսանքը հայտնի է որպես ներդիմ հոսանք։

V-I հատկություններ

Վակուումի դիոդի V-I հատկությունները ցույց են տալիս անոդի և կաթոդի միջև կիրառված լարում (V) և շղթայում հոսող հոսանք (I)-ի միջև կապը։ Վակուումի դիոդի V-I հատկությունները ներկայացված են ներքևում։

Տարածության լարվածության չափը կախված է այն քանակությունից, որով կաթոդը էլեկտրոններ է շնորհում, որը կախված է կաթոդի ջերմությունից և աշխատանքային ֆունկցիայից։ Աշխատանքային ֆունկցիան այն նվազագույն էներգիան է, որը պահանջվում է էլեկտրոնը մետաղից հեռացնելու համար։ Նվազ աշխատանքային ֆունկցիայով մետաղները պետք է ավելի քիչ ջերմություն ունենան, որպեսզի շնորհեն էլեկտրոններ, որը դա դարձնում է դրանք ավելի արդյունավետ այս նպատակի համար։

Այս հատկությունների շրջանը կոչվում է առավելագույն հոսանքի շրջան, ինչպես ցուցադրված է գծագրում։ Առավելագույն հոսանքը անկախ է անոդի լարումից և կախված է միայն կաթոդի ջերմությունից։

Երբ անոդին հասնում է ոչ մի լարում, շղթայում չպետք է լինի ոչ մի հոսանք, բայց իրականում կա փոքր հոսանք էլեկտրոնների արագության վիճակային ալիքային շարժումների պատճառով։ Որոշ էլեկտրոններ բավարար էներգետիկ են, որպեսզի հասնեն անոդին, նույնիսկ երբ անոդին հասնում է ոչ մի լարում։ Այս փոքր հոսանքը հայտնի է որպես ներդիմ հոսանք։

Վակուումի դիոդների տեսակներ

• Ուղղության դիոդ

• детектор դիոդ

• Zener դիոդ

• Varactor դիոդ

• Schottky դիոդ

Վակուումի դիոդների կիրառություններ

• Բարձր հզորության կիրառություններ

• Բարձր հաճախականության կիրառություններ

• Բարձր ջերմության կիրառություններ

• Աուդիո կիրառություններ

Ամփոփում

Վակուումի դիոդը էլեկտրոնային սարք է, որը կառավարում է էլեկտրական հոսանքը բարձր վակուումում երկու էլեկտրոդների միջև՝ կաթոդում և անոդում։ Կաթոդը էլեկտրոններ է շնորհում, երբ տաքացվում է ֆիլամենտով կամ ոչ ուղղակի տաքացող սարքով, իսկ անոդը էլեկտրոնները ժամանում է կաթոդից։ Վակուումի դիոդը գործում է թերմիոնիկ էմիսիայի սկզբունքով և թույլ է տալիս հոսանքի հոսքը միայն մեկ ուղղությամբ՝ կաթոդից անոդին։

Վակուումի դիոդները հայտնվել են Սիր Ջոն Ամբրոս Ֆլեմինգի կողմից 1904 թվականին և լայնորեն օգտագործվել են էլեկտրոնիկայում 20-րդ դարի առաջին կեսում։ Նրանք նախահայտ են լինել ռադիո, տեսական, ռադար, ձայնի գրառման և վերաստեղծման, երկար հեռավորության հեռախոսացանցերի, ինչպես նաև անալոգ և առաջին դիջիտալ համակարգչների զարգացման համար։ Վակուումի դիոդները փոխարինվել են սեմիկոնդուկտորային դիոդներով գրեթե բոլո