------ R E K L A M A ------

Lampy elektronowe - budowa i działanie

Lampy elektronowe były niegdyś podstawą wszystkich urządzeń radiowych. Dziś spotykane są rzadko, głównie w urządzeniach mikrofalowych, wzmacniaczach mocy, sprzęcie audio. Jak są zbudowane i jak działają ? O tym właśnie jest ten artykuł.

 

 Pierwszą lampę elektronową zbudowano w 1904 roku. Była to dioda - dwuelektrodowy element przewodzący prąd elektryczny w jednym kierunku.

Działanie lamp polega na wykorzystaniu zjawiska emisji termoelektronowej. Występuje ono w niektórych materiałach, które rozżarzone są zdolne wysyłać w przestrzeń czyli emitować elektrony swobodne. Wykonana z takiego materiału katoda lampy zostaje podgrzana. Prędkość poruszania się w niej elektronów wzrasta do tego stopnia, że niektóre z nich wyskakują na zewnątrz elektrody. Samo żarzenie może być bezpośrednie, gdy rolę żarnika pełni sama katoda lub pośrednie gdy włókno żarzenia stanowi oddzielny element wewnątrz bańki lampy. Bańka lampy może być próżniowa  (lampy próźniowe) lub wypełniona gazem (lampy gazowane). Symbole najprostszych lamp - diód - przedstawia rys. 1.

Rys. 1a przedstawia symbol diody żarzonej bezpośrednio, 1b żarzonej pośrednio, 1c żarzonej pośrednio duodiody. Duodioda, posiadająca dwie anody została skonstruowana do prostowania dwupołówkowego aby uniknąć stosowania dwóch osobnych diód. Rys. 1d przedstawia schemat działania diody. Podżarzana katoda emituje elektrony (-), które są przyciągane do anody (+). Następuje przepływ prądu I nazywanego prądem anodowym.

Dioda w postaci lampy elektronowej nie jest szczególnie ciekawym elementem. Znacznie bardziej interesujące są lampy posiadające większą ilość elektrod, nazywanych siatkami. Symbole i układ funkcjonalny lamp tego typu prezentuje rys. 2.

 

 Rys. 2a przedstawia podstawowy układ wzmacniacza oparty na triodzie. Napięcie wejściowe podawane jest między siatkę a katodę lampy. Powoduje ono zmiany natężenia prądu anodowego i w rezultacie wzmocnienie sygnału. Zależy ono m.in. od oporności odbiornika, tj. układu "odbierającego" sygnał ze wzmacniacza.

Ciekawa jest natura zjawiska wzmacniania sygnału w lampie. Wskutek doprowadzenia na siatkę i katodę prądu zmiennego następują zmiany potencjału siatki. Im ma ona wyższy potencjał ujemny tym bardziej odpycha elektrony biegnące od katody do anody lampy. Prąd anodowy maleje. Jeżeli wystąpi sytuacja gdy siatka będzie miała wyższy potencjał dodatni - elektrony z katody będą przyciągane i prąd anodowy wzrośnie. Aby nastąpiło wzmocnienie sygnału anoda musi być obciążona wystarczająco dużą opornością (opornością wyjścia). Prąd anodowy płynie w obwodzie : zasilanie (np. bateria) -> katoda -> anoda lampy -> rezystancja obciążenia -> zasilanie. Spadek napięcia na obciążeniu składa się ze składowej zmiennej (zależnej od sygnału wejściowego) oraz składowej stałej zależnej od parametrów pracy w układzie anodowym.  Jeżeli rezystancja obciążenia będzie duża to w rezultacie duża będzie na nim składowa stała spadku napięcia. Nastąpi wzmocnienie napięciowe.

 

Lampy mogą mieć bardziej skomplikowaną budowę. Mogą posiadać więcej siatek, jak np. na rys. 2b lub zawierać w sobie więcej niż jeden system  siatek i anod pełniących różne funkcje.

Lampa posiadająca dwie siatki nazywa się tetrodą. Dodatkowa siatka - tzw. ekranowa - ma ekranować siatkę s1 od anody. Rozwinięciem tej koncepcji jest pentoda mająca usunąć wadę tetrody polegają na występowaniu tzw. emisji wtórnej anody. Ma ona dodatkową siatkę zerową (przeciwiemisyjną, hamującą). Istnieją także lampy o większej ilości siatek a ich nazwy odpowiadają ilości elektrod.

Obecnie lampy elektronowe wykorzystywane są głównie w zastosowaniach specjalistycznych. Są m.in. głównym elementem większości współcześnie budowanych, także tych procesorowo sterowanych, wzmacniaczy mocy KF. Korzystając z nich warto pamiętać zwłaszcza o dwóch aspektach odmiennych od stopni tranzystorowych: dużych impedancjach wyjścia oraz napięciowym charakterze pracy.

By: Joomla Free Templates