Dioda lampowa
Dioda rury lub dioda próżniowa (starsza nazwa, John A. Fleming : kenotron ) jest ogólnie elektronów rurę z dwiema elektrodami . W węższym sensie tylko lampy próżniowe z podgrzewaną katodą nazywane są diodami lampowymi. Lampa rentgenowska i magnetronu są w zasadzie także diody rur.
Historyczny
W 1873 roku Frederick Guthrie odkrył, że dodatnio naładowany elektroskop jest wyładowywany, jeśli zbliżysz do niego uziemiony, świecący kawałek metalu. Jeśli elektroskop jest naładowany ujemnie, nic się nie dzieje, co oznacza, że prąd elektryczny może płynąć tylko w jednym kierunku. Thomas Edison ponownie odkrył to zjawisko w 1880 roku podczas eksperymentów z lampami żarowymi i opatentował efekt w 1884 roku, nie znając możliwego zastosowania. Od tego czasu nosi nazwę Efekt Edisona-Richardsona .
Około dwadzieścia lat później John Ambrose Fleming , który był najpierw pracownikiem Edisona, a później doradcą naukowym firmy Marconi Wireless Telegraph Company , zdał sobie sprawę, że efekt Edisona można wykorzystać do wykrywania słabych sygnałów radiowych. W 1904 roku opatentował pierwsze użyteczne zastosowanie - „zawór Fleminga”.
Zasada działania
Elektrony wychodzą z katody w wyniku emisji polowej , fotoemisji lub (jeśli katoda jest podgrzewana) emisji cieplnej i mogą być wychwytywane przez anodę . Ten prąd elektryczny jest szczególnie wysoki, gdy anoda jest pod napięciem dodatnim w stosunku do katody . Jeśli napięcie anodowe jest wystarczająco wysokie, wszystkie elektrony pojawiające się na katodzie są przyciągane do anody i tam generują najwyższy możliwy prąd w panujących warunkach pracy - prąd nasycenia . Jeśli napięcie anodowe jest niższe, wiele elektronów zbiera się w pobliżu katody i tworzy odpychający ujemny ładunek przestrzenny , który utrudnia ucieczkę dalszych elektronów do tego stopnia, że zastępowane są tylko elektrony płynące do anody ( prąd anodowy ograniczony ładunkiem przestrzennym ).
Jeśli napięcie na anodzie jest ujemne, prąd maleje, ponieważ tylko elektrony mogą pokonać barierę potencjału, która wyłoniła się z katody z wystarczającą energią. W przypadku gorących katod prąd anodowy spada do zera przy napięciu wstecznym zaledwie kilku woltów, nawet w temperaturach około 2000 ° C. Dlatego lampa elektronowa z gorącą katodą działa jak prostownik (patrz dioda ).
Nawet przy napięciu anodowym 0 V, niewielki prąd płynie z powodu gradientu stężeń elektronów emitowanych termicznie lub przez zewnętrzny efekt foto. Fotokomórki - które w zasadzie są również diodami lampowymi - mogą być zatem używane do pomiaru światła, podobnie jak fotodiody półprzewodnikowe, nawet bez pomocniczego źródła napięcia. W przypadku generatora termionowego efekt ten jest wykorzystywany do generowania energii elektrycznej z energii cieplnej świecącej katody.
Użyj jako prostownika
Diody lampowe z gorącą katodą stosowane były wcześniej m.in. w urządzeniach z lampami, np B. tzw. Odbiornik ludowy z lampą VY2 jako diody prostownicze i demodulacyjne , później zastąpiony selenem i wreszcie diodami krzemowymi o znacznie mniejszych stratach.
W przypadku prostowników lampowych nie wolno przekraczać maksymalnego rozmiaru kondensatora ładującego, a minimalna rezystancja szeregowa (np. Rezystancja uzwojenia transformatora) nie może być podcięta, ponieważ w przeciwnym razie żywotność powłoki katody zostanie zmniejszona poza zwykłe zużycie z powodu wysokich wartości szczytowych prądu.
Wzory
Rury próżniowe
WI1 5/20 (
prostowanie wysokiego napięcia) PY88 (dioda wspomagająca z telewizora )
EY51 (generowanie wysokiego napięcia w SW-TV)
300… 500 V napięcie wsteczne, maks. Prąd anodowy 0,2 A Paski katodowe umieszczone są
w dwóch szaro-niebieskich tulejach blaszanych z żelaza P2 (anody) w kształcie litery W
W praktyce rozróżnia się diody pojedyncze i podwójne. Te dwie grupy są z kolei podzielone na diody małej mocy do celów demodulacyjnych i diody mocy do prostowania napięć zasilających.
| Grupa | List kodowy | podanie |
|---|---|---|
| Pojedyncza dioda | ZA. | Cele demodulatora |
| Dioda Duo | B. | Cele demodulatora |
| Pojedyncza dioda | Y | Prostownik półfalowy |
| Dioda Duo | Z | Prostownik pełnookresowy |
Diody do celów demodulatora często łączono z triodą wzmacniacza w jednej żarówce, na przykład w EAF42, EBC91 czy EBF89.
Pojedyncza dioda
Poszczególne diody (litera kodu A lub Y) zawierają tylko jedną katodę i jedną anodę. Byłeś z. B. służy do prostowania jednokierunkowego, jako dioda wspomagająca i do generowania wysokiego napięcia na stopniach odchylania poziomego telewizorów lampowych lub do demodulacji amplitudy.
Opracowano specjalne typy lamp prostowniczych do prostowania wysokiego napięcia (od 6 do kilku 100 kV): aby uniknąć emisji polowej , mają zaokrąglone krawędzie anody i większą odległość między anodą a katodą. Potrzebujesz również izolowanego źródła napięcia grzewczego do ogrzewania pośredniego; jedno z połączeń nagrzewnicy jest podłączone do katody.
Inną, przestarzałą nazwą dla lamp prostowniczych wysokiego napięcia jest zawór żarowy .
Typowymi pojedynczymi diodami z miniaturowymi podstawami były EY80 i EY82 oraz wysokonapięciowa dioda prostownicza DY86.
Podwójna dioda (duodioda)
Diody podwójne (litera kodu B lub Z) to lampy z dwiema anodami i wspólną katodą. Były one z niezależnym generowaniem w odbiornikach napięcia sterującego demodulacją amplitudy oraz w powiązaniu prostowników dla FM - demodulacja .
Do prostowania służy transformator z centralnym zaczepem uzwojenia wtórnego, co umożliwia prostowanie dwukierunkowe. Każdy z antyfazowych końców uzwojenia napięcia anodowego transformatora jest połączony z anodą. Na katodzie powstaje biegun dodatni wyprostowanego napięcia, a środkowy zaczep uzwojenia transformatora tworzy biegun ujemny. W przypadku bezpośrednio ogrzewanej katody na transformatorze musi być dostępna oddzielna izolowana cewka grzejna dla napięcia grzejnego.
Przykładami dwukierunkowych lamp prostowniczych, oprócz pokazanych AZ12 (bezpośrednio ogrzewanych), są typy EZ80 i EZ81 (obie są ogrzewane pośrednio, więc nie jest wymagana osobna cewka grzejna na transformatorze).
EAA91 (odpowiedniki typów EB91, 6AL5, 6H2P, D2M9, D77, 6D2, 6B32, CV283, 6X2П i E91AA) mają dwie niezależne pojedyncze diody w jednej żarówce - katody są elektrycznie oddzielone. To samo dotyczy EYY13.
Rury prostownicze wypełnione gazem
Prostowniki z katodą rtęciową
Prostowniki oparów rtęci to rurki wypełnione rtęcią i gazem szlachetnym z nieogrzewaną katodą stawową rtęci. Dlatego nie są częścią diod lampowych w węższym znaczeniu. Zastosowano je w układach prostownikowych o większej mocy zamiast diod lampowych, ponieważ są bardziej efektywne - mają mniejszy spadek napięcia w kierunku do przodu , co przekłada się również między innymi na mniejsze wahania napięcia wyjściowego przy różnych obciążeniach.
Prostownik gazowy z gorącą katodą
Zawory jarzeniowe wypełnione gazem zawierają opary rtęci i podobnie jak zawory próżniowe mają podgrzewaną katodę, która emituje elektrony. Elektrony z kolei jonizują atomy rtęci, które poprzez swój ładunek dodatni niwelują ujemny ładunek przestrzenny wokół katody. Skutkuje to wzrostem wydajności i wydajności: napięcie przewodzenia wynosi kilkadziesiąt woltów nawet przy wyższym prądzie z powodu wyładowania łuku natychmiastowego zapalającego się przez elektrony, a napięcie wsteczne pozostaje prawie niezmienione - wynosi około 30 kV przy odstępie między elektrodami 10 mm. Typowe zastosowania to prostowniki do przetworników lampowych. Diody te mogą być kontrolowane przez dodatkową elektrodę (patrz tyratron ).
Rodzaj kaskady składającej się z rurowych elektrod pomocniczych umożliwia zwiększenie napięcia wstecznego do kilku 100 kV.
Przy typach AX1 i AX50 powstały również małe podwójne diody, które miały łączyć zalety prostownika rtęciowego z łatwą obsługą diod próżniowych. Ze względu na zakłócenia o wysokiej częstotliwości spowodowane wyładowaniem gazowym, lampy te były używane tylko do zasilania potężnych wzmacniaczy audio.
Indywidualne dowody
- ^ Droga do tranzystora . Jmargolin.com. Źródło 22 września 2008 r.
- ↑ a b A. Bouwers: Ekstra wysokie napięcia elektryczne ; Nowe wydanie / przedruk Springer-Verlag 2013; 333 strony; Strona 222ff