Xi huwa l-Vacuum Diode?

X’daħal huwa Ġniena Vakwuma?

Definizzjoni tal-Ġniena Vakwuma

Il-ġniena vakwuma hija tip ta’ apparat elettroniku li jikkontrolla l-flus tas-silġ elettriku f’vakwum għoli bejn żewġ elektrodi: il-katodu u l-anodu. Il-katodu huwa silindru tal-ġebla miftuħ bl-ġebla imlaqqa b’materjal li jemmett elektronji meta jiġi skaldiet, waqt li l-anodu huwa silindru tal-ġebla miftuħ li jikkoċċa l-elektronji mill-katodu. Is-simbolu tal-ġniena vakwuma huwa tassallat hawn taħt.

Il-ġniena vakwuma inventata minn Sir John Ambrose Fleming fl-1904 u saret ukoll magħrufa bħala vavola ta’ Fleming jew vavola termionika. Hi kienet il-vavola vakwuma l-ewwel u l-prekursur ta’ aparati oħra ta’ vavol vakwuma, kif huma triodji, tetrodji, u pentodji, li kienu użati ħafna fil-elettronika għal l-ewwel nisf tal-seklu fis-sedda. Il-ġnieni vakwuma kienu essenzjali għad-dwejjar, it-televiżjoni, ir-radar, ir-registrazzjoni u r-reproduzzjoni tas-silġ, xarrieti telefoniti missier, u kompjuters analoġi u digitali ta’ qabel.

Prinċipju ta’ funzjonament

Il-ġniena vakwuma topera fuq il-prinċipju tal-emissjoni termionika, fejn l-elektronji jiġu emmessi minn surfici tal-ġebla skaldja. Meta l-katodu jiġi skaldit, l-elektronji jiġu emmessi f’vakwum. Volttagġ pożittiv fuq l-anodu jattira dawn l-elektronji, alluv li l-flus tas-silġ jiġi mill-katodu għal l-anodu f’direzzjoni wahda.

Iva, jekk il-volttagġ pożittiv applikat għal l-anodu ma jagħmlux sufficjent, l-anodu ma jistax jaqra l-kull tal-elektronji emmessi mill-katodu minħabba l-filament skald. B’risultat, xi elektronji jiġu akkumulati f’spaċju bejn il-katodu u l-anodu, ifformaw nuvol ta’ karika negattiva magħrufa bħala karika spazjali. Il-kariga spazjali taħdem bħala bariera li tpreveni l-emissjoni addizzjonali tal-elektronji mill-katodu u tinqasam l-flus tas-silġ fi l-kitkar.

Jekk il-volttagġ applikat bejn l-anodu u l-katodu jiżdied gradwalment, aktar u aktar karighe spazjali tal-elektronji jiġu attirati għal l-anodu u jiġu kkreati spazji vojti għal elektronji emmessi addizzjonali. Għalhekk, meta l-volttagġ bejn l-anodu u l-katodu jiżdied, nipposseblu nżidu l-tasso ta’ emissjoni tal-elektronji u hekk il-flus tas-silġ fi l-kitkar.

F’punt ta’ ħin, meta l-kull tal-kariga spazjali tkun neutralizzata mill-volttagġ tal-anodu, ma jkunx hemm aktar ostakoli għal l-emissjoni tal-elektronji mill-katodu. Allura, beam ta’ elektronji jibdew jiġu flus mill-katodu għal l-anodu permezz tal-spazju. B’risultat, is-silġ jiflu mill-anodu għal l-katodu bil-valur massimu, li idependenti biss mill-temperatura tal-katodu. Dan jiġi magħruf bħala silġ saturazzjoni.

Minn banda oħra, jekk l-anodu jiġi fatt negattiv rispettivament għal l-katodu, ma jkunx hemm emissjoni ta’ elektronji minnha għax hi teleda, mhux skaldja. Ima, l-elektronji emmessi mill-katodu skald miexi jiġu għal l-anodu għal effett tal-repulzjoni tal-anodu negattiv. Kariga spazjali fort li se tiġi akkumulata bejn l-anodu u l-katodu. Minħabba din il-kariga spazjali, l-kull tal-elektronji emmessi addizzjonali jiġu repulzati lura għal l-katodu, u hekk ma jkunx hemm emissjoni. Għalhekk, ma jkunx hemm flus tas-silġ fi l-kitkar. Allura, il-ġnieni vakwuma jippermettu l-flus tas-silġ biss f’direzzjoni wahda: mill-katodu għal l-anodu.

Meta ma jkunx hemm volttagġ applikat għal l-anodu, idealment, ma jkunx hemm flus tas-silġ. Ima, għal varjazzjonijiet statistiċi fil-veloċità tal-elektronji, xi elektronji jiġu lura għal l-anodu. Dan is-silġ żgħir huwa magħruf bħala silġ splash.

Karatteristiċi V-I

Il-karatteristiċi V-I tal-ġniena vakwuma juri r-relazzjoni bejn il-volttagġ applikat bejn l-anodu u l-katodu (V) u l-flus tas-silġ li jiġi permezz tal-kitkar (I). Il-karatteristiċi V-I tal-ġniena vakwuma huma tassallat hawn taħt.

Il-kbar tal-kariga spazjali idependi minn kif tieħu l-elektronji mill-katodu, li hu influenzat mill-temperatura tal-katodu u l-funzjoni tal-lavor. Il-funzjoni tal-lavor hija l-enerġija minima neċessarja biex tiksbart l-elektron minn metal. Metals b’funzjoni tal-lavor inqas jiġu emmessi l-elektronji b’ħtieġa ta’ ħtieġa qraba, li jgħinlihom ikunu aktar effiċienti għad-dan l-oqsma.

Dan il-parti tal-karatteristiċi huwa magħruf bħala reġjun tal-saturazzjoni, kif tassallat fit-figura. Il-silġ tal-saturazzjoni huwa independenti mill-volttagġ tal-anodu u idependenti biss mill-temperatura tal-katodu.

Meta ma jkunx hemm volttagġ applikat għal l-anodu, id-dritt huwa li ma jkunx hemm silġ fi l-kitkar, iwa realment, hu hemm silġ żgħir għal varjazzjonijiet statistiċi fil-veloċità ta’ xi elektronji. Xi elektronji huma energiċi abbaż biex jiġu għal l-anodu anki meta ma jkunx hemm volttagġ għal l-anodu. Il-silġ żgħir minnhom huwa magħruf bħala silġ splash.

Tipi ta’ Ġnieni Vakwuma

• Ġniena rettifika

• Ġniena detettur

• Ġniena Zener

• Ġniena varactor

• Ġniena Schottky

Aplikazzjonijiet tal-Ġnieni Vakwuma

• Aplikazzjonijiet ta’ potenzaalta

• Aplikazzjonijiet ta’ frequenzaalta

• Aplikazzjonijiet ta’ temperatur alta

• Aplikazzjonijiet audio

Kkonkluzzjoni

Il-ġniena vakwuma hija tip ta’ apparat elettroniku li jikkontrolla l-flus tas-silġ elettriku f’vakwum għoli bejn żewġ elektrodi: il-katodu u l-anodu. Il-katodu jiġi skaldit minn filament jew heater indirett, waqt li l-anodu jikkoċċa l-elektronji mill-katodu. Il-ġniena vakwuma topera fuq il-prinċipju tal-emissjoni termionika u tippermetti l-flus tas-silġ biss f’direzzjoni wahda: mill-katodu għal l-anodu.

Il-ġnieni vakwuma kienu inventati minn Sir John Ambrose Fleming fl-1904 u kienu użati ħafna fil-elettronika għal l-ewwel nisf tal-seklu fis-sedda. Kienu essenzjali għad-dwejjar, it-televiżjoni, ir-radar, ir-registrazzjoni u r-reproduzzjoni tas-silġ, xarrieti telefoniti missier, u kompjuters analoġi u digitali ta’ qabel. Il-ġnieni vakwuma ġew sostituiti mill-ġnieni semikonducenti f’ġ Garni tal-applikazzjonijiet, għal raġuni tal-kbar ta’, konsum ta’ potenza bass, affidabilità akbar, u koszt inferior. Iwa, il-ġnieni vakwuma jiġu ġara użati f’determinati setturi fejn għandhom avantaggi fuq l-apparati solid-state, kif huma aplikazzjonijiet ta’ potenzaalta, frequenzaalta, temperatur alta, u audio.

Il-ġnieni vakwuma jistgħu jiġu klassifikati skond kriterji differenti, kif huma l-ambit tal-frequenza, l-classificazzjoni tal-potenza, it-tip tal-katodu/filament, l-applikazzjoni, ip-parametri specializzati, u l-funzjonijiet specializzati. Xi esempi ta’ tipi ta’ ġnieni vakwuma huma ġnieni rettifika, ġnieni detettur, ġnieni Zener, ġnieni varactor, u ġnieni Schottky.

Il-ġniena vakwuma hija apparat simpli iżda importanti li l-għalihom l-istorja u l-ħsara tal-elettronika. Hi tista’ tkun relevanti għal ġ Garni tal-applikazzjonijiet li rikjescu l-karatteristiċi u l-prestazzjoni unika tagħha. Il-ġniena vakwuma hija testimonju għall-ingjenut tal-elettronika u l-ċientisti li ġew eksplorar l-possibilitajiet u l-potentjali tal-vavol vakwuma.