რის არის ვაკუუმური დიოდი?
რა არის ვაკუუმის დიოდი?
ვაკუუმის დიოდის განმარტება
ვაკუუმის დიოდი არის ელექტრონული მოწყობილობა, რომელიც კონტროლირებს ელექტრო დენის მიმართულებას მაღალი ვაკუუმის პირობებში ორ ელექტროდს შორის: კათოდსა და ანოდს. კათოდი არის მეტალური ცილინდრი, რომელიც შეფარდებულია მასალით, რომელიც ელექტრონებს გამოსხიზძებს დათბობისას, ხოლო ანოდი არის ცარიელი მეტალური ცილინდრი, რომელიც ელექტრონებს აგროვებს კათოდიდან. ვაკუუმის დიოდის სიმბოლო ჩანს ქვემოთ.
ვაკუუმის დიოდი გამოიგონა სირ ჯონ ამბროს ფლემინგმა 1904 წელს და ასევე ცნობილი იყო როგორც ფლემინგის ვალვა ან თერმიონული ვალვა. ეს იყო პირველი ვაკუუმის ლამპა და სხვა ვაკუუმის ლამპების, როგორიცაა ტრიოდები, ტეტროდები და პენტოდები, წინამდებარე, რომლებიც ფართოდ გამოიყენებოდნენ ელექტრონიკაში 20-ე საუკუნის პირველი ნახევარის განმავლობაში. ვაკუუმის დიოდები საჭირო იყვნენ რადიო, ტელევიზია, რადარი, სიმღერის ჩაწერა და რეპროდუქცია, დიდი დისტანციის ტელეფონური ქსელები, ანალოგური და დიდი ხანგრძლივობის ციფრული კომპიუტერების განვითარებისთვის.
მუშაობის პრინციპი
ვაკუუმის დიოდი მუშაობს თერმიონული გამოსხიზძების პრინციპზე, რომელიც ელექტრონების გამოსხიზძებას დათბობის მეტალური ზედაპირიდან ხდის. როდესაც კათოდი დათბობულია, ელექტრონები ვაკუუმში გადის. დადებითი ვოლტაჟი ანოდზე ატრაქტიულია ეს ელექტრონები, რაც დენის მიმართულებას კათოდიდან ანოდზე ერთი მიმართულებით შესაძლებელი ხდის.
თუმცა, თუ დადებითი ვოლტაჟი, რომელიც ანოდზე გადის, არ არის საკმარისი, ანოდი ვერ ატრაქტიულია ყველა ელექტრონი, რომლებიც კათოდიდან გამოსხიზძებულია დათბობის გამო. შედეგად, ზოგიერთი ელექტრონი აკუმულირდება კათოდსა და ანოდს შორის სივრცეში, რაც უარყოფითი დარჩენილი დარჩენილი ელექტრონების შურად იქმნება. ეს შურად მუშაობს ბარიერის როლში, რომელიც აწინაურებს კათოდიდან დამატებით ელექტრონების გამოსხიზძებას და შემცირებს დენის მიმართულებას ქსელში.
თუ ანოდსა და კათოდს შორის გადაწყვეტილი ვოლტაჟი მუდმივად ზრდის, უფრო და უფრო მეტი შურადი ელექტრონი ატრაქტიულია ანოდზე და ქმნის თავისუფალ სივრცეს დამატებით გამოსხიზძებული ელექტრონებისთვის. ასე რომ, ანოდსა და კათოდს შორის ვოლტაჟის ზრდით, შეგვიძლია ზრდის ელექტრონების გამოსხიზძების სიჩქარე და შესაბამისად დენის მიმართულება ქსელში.
რაღაც მომენტში, როდესაც ყველა შურადი ნეიტრალიზებულია ანოდის ვოლტაჟით, აღარ არსებობს დაბრკოლება ელექტრონების გამოსხიზძებასთან კათოდიდან. შესაბამისად, ელექტრონების სხიზძება თავისუფალად დაიწყება კათოდიდან ანოდზე სივრცეში. შედეგად, დენი ანოდიდან კათოდზე მიმართულებით დიდი სიდიდით მიმართულია, რაც დამოკიდებულია კათოდის ტემპერატურაზე. ეს უწოდებენ სატურაციო დენს.
სხვა მხრივ, თუ ანოდი უარყოფითი ხდება კათოდის მიმართ, არ არის ელექტრონების გამოსხიზძება მისი მხრიდან, რადგან ის ცივია, არა ცხენი. ახლა, დათბობული კათოდიდან გამოსხიზძებული ელექტრონები არ აღწევენ ანოდზე უარყოფითი ანოდის დასახმარებლად. ძალიან დიდი შურადი აკუმულირდება კათოდსა და ანოდს შორის. ამ შურადის გამო, ყველა დამატებით გამოსხიზძებული ელექტრონი აირება კათოდზე და არ ხდება გამოსხიზძება. ასე რომ, არ არის დენი ქსელში. ასე რომ, ვაკუუმის დიოდები დენის მიმართულებას შესაძლებლობას აძლევენ მხოლოდ ერთი მიმართულებით: კათოდიდან ანოდზე.
როდესაც ანოდზე ვერცერთი ვოლტაჟი არ გადის, იდეალურად არ უნდა არსებობდეს დენი. თუმცა, ელექტრონების სიჩქარის სტატისტიკური ფლუქტუაციების გამო, ზოგიერთი ელექტრონი მაინც აღწევს ანოდზე. ეს პატარა დენი ცნობილია როგორც სპლეშის დენი.
V-I ხარისხები
ვაკუუმის დიოდის V-I ხარისხები ჩვენებენ ანოდსა და კათოდს შორის გადაწყვეტილი ვოლტაჟი (V) და ქსელში მიმართული დენი (I) შორის ურთიერთდამოკიდებულებას. ვაკუუმის დიოდის V-I ხარისხები ჩანს ქვემოთ.
შურადის ზომა დამოკიდებულია კათოდის გამოსხიზძებული ელექტრონების რაოდენობაზე, რომელიც კათოდის ტემპერატურასა და მუშაობის ფუნქციაზე დამოკიდებულია. მუშაობის ფუნქცია არის მინიმალური ენერგია, რომელიც საჭიროა ელექტრონის მეტალიდან გამოსხიზძებისთვის. მეტალები, რომლებიც აქვთ დაბალი მუშაობის ფუნქცია, საჭიროებენ ნაკლებ თბოს ელექტრონების გამოსხიზძებისთვის, რაც ასახავს მათ ეფექტურობას ამ მიზნისთვის.
ეს ხარისხების რეგიონი ცნობილია როგორც სატურაციო რეგიონი, როგორც ჩანს ფიგურაზე. სატურაციო დენი დამოკიდებულია კათოდის ტემპერატურაზე და ანოდის ვოლტაჟზე არ დამოკიდებულია.
როდესაც ანოდზე ვერცერთი ვოლტაჟი არ გადის, ქსელში არ უნდა არსებობდეს დენი, თუმცა რeczywistość pokazuje, że istnieje mały prąd spowodowany statystycznymi fluktuacjami prędkości niektórych elektronów. Niektóre elektrony są na tyle energetyczne, aby dotrzeć do anody, nawet gdy nie ma napięcia na anodzie. Mały prąd powodowany tym zjawiskiem jest znany jako prąd rozpryskowy.
ვაკუუმის დიოდების ტიპები
რექტიფიკატორის დიოდი
დეტექტორის დიოდი
ზენერის დიოდი
ვარაქტორის დიოდი
შოტკის დიოდი
ვაკუუმის დიოდების გამოყენება
მაღალი მომხმარებელი დენის გამოყენება
მაღალი სი частоты применение
მაღალი ტემპერატურის გამოყენება
აუდიო გამოყენება
დასკვნა
ვაკუუმის დიოდი არის ელექტრონული მოწყობილობა, რომელიც კონტროლირებს ელექტრო დენის მიმართულებას მაღალი ვაკუუმის პირობებში ორ ელექტროდს შორის: კათოდსა და ანოდს. კათოდი გამოსხიზძებს ელექტრონებს დათბობის დროს, ხოლო ანოდი აგროვებს ელექტრონებს კათოდიდან. ვაკუუმის დიოდი მუშაობს თერმიონული გამოსხიზძების პრინციპზე და აძლევს დენის მიმართულებას მხოლოდ ერთი მიმართულებით: კათოდიდან ანოდზე.
ვაკუუმის დიოდები გამოიგონა სირ ჯონ ამბროს ფლემინგმა 1904 წელს და ფართოდ გამოიყენებოდნენ ელექტრონიკაში 20-ე საუკუნის პირველი ნახევარის განმავლობაში. ისინი საჭირო იყვნენ რადიო, ტელევიზია, რადარი, სიმღერის ჩაწერა და რეპროდუქცია, დიდი დისტანციის ტელეფონური ქსელები, ანალოგური და დიდი ხანგრძლივობის ციფრული კომპიუტერების განვითარებისთვის. ვაკუუმის დიოდები დიდი ნაწილი შეიცვალა სემიკონდუქტორული დიოდებით მრავალი გამოყენებისთვის, რადგან ისინი არიან ნაკლები ზომის, მაღალი ენერგიის ეფექტურობის, უფრო ნადежი და ნაკლები ღირებულების. თუმცა, ვაკუუმის დიოდები ჯერ კიდევ გამოიყენ
