ஒரு வெகும் டயோட் என்றால் என்ன?

வெகும் டைாட் என்றால் என்ன?

வெகும் டயாட் வரையறை

வெகும் டயாட் என்பது இரண்டு கதிர்களுக்கு இடையே உயர் வெகும் நிலையில் மின்சாரம் கட்டுப்பாடு செய்யும் ஒரு வகையான மின் சாதனமாகும்: கதிர்கள் அவற்றுக்கு இரு வகைகள் - கதிர்த்துவம் (cathode) மற்றும் அனோட் (anode). கதிர்த்துவம் என்பது ஒரு மெத்தல் உருளையாக இருக்கும், இது வெப்பம் ஏற்றப்போது மின்குழாய்களை விடுவிக்கும் ஒரு பொருளால் மூடப்பட்டிருக்கும். அனோட் என்பது கதிர்த்துவத்திலிருந்து மின்குழாய்களை சேகரிப்பதற்கான ஓர் உருளை வடிவமாக இருக்கும். வெகும் டயாட் சிம்பல் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.

வெகும் டயாட் 1904 ஆம் ஆண்டு ஸ்ரீ ஜான் அம்ப்ரோஸ் ஃப்ளெமிங் என்பவரால் உருவாக்கப்பட்டது, இது ஃப்ளெமிங் வால்வ் அல்லது தெர்மியோனிக் வால்வ் என்றும் அழைக்கப்பட்டது. இது முதல் வெகும் டயூப் மற்றும் மூன்று கதிர்கள் உள்ள வெகும் டயூப் (triodes), நான்கு கதிர்கள் உள்ள வெகும் டயூப் (tetrodes) மற்றும் ஐந்து கதிர்கள் உள்ள வெகும் டயூப் (pentodes) போன்ற வெகும் டயூப் சாதனங்களின் முன்னோடி ஆகும். இவை 20ஆம் நூற்றாண்டின் முதல் பாதியில் மின்தொழில்நுட்பத்தில் பரவலாகப் பயன்பட்டன. வெகும் டயாட்கள் வானொலி, தொலைக்காட்சி, ரேடார், ஒலியை வைத்து மற்றும் மறுநிகழ்த்துதல், தொலைதூர தொலைபேசி வலையங்கள், மற்றும் அனலாக் மற்றும் ஆரம்ப டிஜிடல் கணினிகள் போன்றவற்றின் வளர்ச்சிக்கு முக்கியமான பங்களிப்பு செய்தன.

செயல்பாட்டின் தத்துவம்

வெகும் டயாட் தெர்மியோனிக் வெளிப்படைத்தல் தத்துவத்தில் செயல்படுகிறது, இதில் வெப்பம் ஏற்றப்போது மின்குழாய்கள் மெத்தல் மேற்பரப்பிலிருந்து வெளிப்படைகின்றன. கதிர்த்துவம் வெப்பம் ஏற்றப்போது, மின்குழாய்கள் வெகும் நிலையில் வெளிப்படைகின்றன. அனோட்டில் நேர்ம வோல்ட்டேஜ் உள்ளதால், இந்த மின்குழாய்கள் அனோட்டுக்கு ஈர்க்கப்படுகின்றன, இதனால் கதிர்த்துவத்திலிருந்து அனோட்டுக்கு மின்சாரம் ஒரு திசையில் மட்டும் பெருகின்றது.

ஆனால், அனோட்டில் போடப்பட்ட நேர்ம வோல்ட்டேஜ் போதுமான அளவில் இல்லாத போது, அனோட் கதிர்த்துவதிலிருந்து வெளிப்படைந்த மின்குழாய்களை அனோட்டு முழுவதுமாக ஈர்க்க முடியாது. இதனால், சில மின்குழாய்கள் கதிர்த்துவது மற்றும் அனோட்டுக்கு இடையில் ஒரு இடத்தில் குழாய்களாக அமைகின்றன, இது பெரும் குறை மின்னல் (space charge) எனப்படும். இந்த பெரும் குறை மின்னல் கதிர்த்துவதிலிருந்து மின்குழாய்கள் வெளிப்படைதலை தடுக்கின்றது மற்றும் சுற்று மின்சாரத்தை குறைக்கின்றது.

அனோடு மற்றும் கதிர்த்துவதுக்கு இடையில் பயன்படுத்தப்பட்ட வோல்ட்டேஜ் கட்டுமாறி அதிகரிக்கப்பட்டால், அதிகமாக பெரும் குறை மின்னல் மின்குழாய்கள் அனோட்டுக்கு ஈர்க்கப்படுகின்றன. இதனால், மேலும் வெளிப்படைந்த மின்குழாய்களுக்கு இடம் உருவாகின்றது. எனவே, அனோடு மற்றும் கதிர்த்துவதுக்கு இடையில் வோல்ட்டேஜ் அதிகரிக்கப்பட்டால், மின்குழாய்களின் வெளிப்படைதல் அதிகரிக்கின்றது மற்றும் சுற்று மின்சாரம் அதிகரிக்கின்றது.

ஒரு புள்ளியில், அனோட்டின் வோல்ட்டேஜ் மூலம் அனைத்து பெரும் குறை மின்னலும் நீக்கப்பட்டால், கதிர்த்துவதிலிருந்து மின்குழாய்கள் வெளிப்படைதலுக்கு இல்லை எந்த தடுப்பு. பின்னர் மின்குழாய்களின் ஒரு பெரும் கதிர் கதிர்த்துவதிலிருந்து அனோட்டுக்கு வெளிப்படைகின்றது. இதனால், அனோட்டிலிருந்து கதிர்த்துவதுக்கு மின்சாரம் அதிக அளவில் பெருகின்றது, இது கதிர்த்துவதின் வெப்பத்தை மட்டுமே சார்ந்தது. இது சேதமான மின்சாரம் (saturation current) எனப்படும்.

மறுபக்கத்தில், அனோட் கதிர்த்துவதை விட குறைவாக இருந்தால், கதிர்த்துவதிலிருந்து மின்குழாய்கள் வெளிப்படைதல் இல்லை, ஏனெனில் அது வெப்பம் ஏற்றப்படவில்லை. இப்போது, கதிர்த்துவதிலிருந்து வெளிப்படைந்த மின்குழாய்கள் அனோட்டுக்கு வெளிப்படைதல் இல்லை, ஏனெனில் அது குறை மின்னலால் தடுக்கப்படுகின்றன. கதிர்த்துவது மற்றும் அனோட்டுக்கு இடையில் ஒரு பெரிய பெரும் குறை மின்னல் உருவாகின்றது. இந்த பெரும் குறை மின்னல் காரணமாக, கதிர்த்துவதிலிருந்து வெளிப்படைந்த மின்குழாய்கள் திரும்ப கதிர்த்துவதுக்கு ஈர்க்கப்படுகின்றன, எனவே மின்சாரம் சுற்றில் இல்லை. எனவே, வெகும் டயாட்கள் மின்சாரத்தை ஒரு திசையில் மட்டுமே அனுமதிக்கின்றன: கதிர்த்துவதிலிருந்து அனோட்டுக்கு.

அனோட்டில் வோல்ட்டேஜ் பயன்படுத்தப்படாமல், இதில் மின்சாரம் இருக்கக் கூடாது. ஆனால், மின்குழாய்களின் வேகத்தில் உள்ள புள்ளிவிவர மாறுபாடுகள் காரணமாக, சில மின்குழாய்கள் அனோட்டுக்கு வெளிப்படைகின்றன. இந்த சிறிய மின்சாரம் ஸ்பிளாஷ் மின்சாரம் (splash current) எனப்படும்.

V-I பண்புகள்

வெகும் டயாட்டின் V-I பண்புகள் அனோடு மற்றும் கதிர்த்துவதுக்கு இடையில் பயன்படுத்தப்பட்ட வோல்ட்டேஜ் (V) மற்றும் சுற்றில் பெரும் மின்சாரம் (I) இடையே உள்ள உறவைக் காட்டுகின்றன. வெகும் டயாட்டின் V-I பண்புகள் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளன.

பெரும் குறை மின்னலின் அளவு கதிர்த்துவதிலிருந்து வெளிப்படைந்த மின்குழாய்களின் எண்ணிக்கையை சார்ந்தது, இது கதிர்த்துவதின் வெப்பத்தையும் வேல்பு செயல்பாட்டையும் (work function) சார்ந்தது. வேல்பு செயல்பாடு ஒரு மெத்தலிலிருந்து ஒரு மின்குழாய்களை வெளிப்படைக்க தேவையான குறைந்தபட்ச எரிசக்தியைக் குறிக்கிறது. குறைந்த வேல்பு செயல்பாட்டுடைய மெத்தல்கள் மின்குழாய்களை வெளிப்படைக்க குறைந்த வெப்பத்தை தேவைப்படுத்துகின்றன, இது இந்த போக்கிற்கு திறனாக இருக்கின்றன.

இந்த பண்புகளின் பகுதி சேதமான பகுதி (saturation region) என்று அழைக்கப்படுகிறது, படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. சேதமான மின்சாரம் அனோட்டின் வோல்ட்டேஜை விட கதிர்த்துவதின் வெப்பத்தை மட்டுமே சார்ந்தது.

அனோட்டில் வோல்ட்டேஜ் பயன்படுத்தப்படாமல், சுற்றில் மின்சாரம் இருக்கக் கூடாது, ஆனால் உண்மையில், மின்குழாய்களின் வேகத்தில் உள்ள புள்ளிவிவர மாறுபாடுகள் காரணமாக, சிறிய மின்சாரம் இருக்கின்றது. சில மின்குழாய்கள் அனோட்டில் வோல்ட்டேஜ் இல்லாமலும் அனோட்டுக்கு வெளிப்படைகின்றன. இந்த சிறிய மின்சாரம் ஸ்பிளாஷ் மின்சாரம் (splash current) எனப்படும்.

வெகும் டயாட்களின் வகைகள்

• ரெக்டி஫යர் டயாட்

• டெடெக்டர் டயாட்

• செனர் டயாட்

• வராக்டர் டயாட்

• ஷாட்கி டயாட்

வெகும் டயாட்களின் பயன்பாடுகள்