Triode

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
Triode vacuum tube.png
Skjema-symbol for en indirekte glødet triode.

En triode er et radiorør med tre elektroder, derav navnet. Elektrodene kalles katode, styregitter og anode. Elektrodene befinner seg i et vakuum; røret er oftest omsluttet av en glasskolbe. Trioden er det enkleste aktive røret. Aktivt vil si at det kan brukes til å forsterke energien av et signal. Transistorer er definisjonsmessig sett også trioder, men denne betegnelsen er ikke i praktisk bruk.

Katoden har i noen rør to tilkoplinger og består av en metalltråd som varmes opp med elektrisk strøm. I andre rør består katoden av en sylinder med én tilkopling og med en isolert glødetråd inni. Disse to katodetypene kalles direkte og indirekte glødde katoder, henholdsvis. I begge tilfeller er katoden besjiktet med et stoff som lett avgir elektroner til omgivelsene ved oppvarming. (Se radiorør.)

En varm katode avgir elektroner til de nærmeste omgivelsene. Disse samler seg i en slags sky rundt katoden. Denne skyen er naturligvis negativt ladet og virker avstøtende for nye elektroner fra katoden. Skyens størrelse blir derfor begrenset i en balanse mellom størrelse (=ladning) og katodens utstråling. Skyens størrelse øker med katodens temperatur.

Anoden er en sylindrisk metallplate som omslutter katoden med en viss avstand, illustrasjonen viser bare prinsippet, rekkefølgen av elektrodene. Når anoden gjøres elektrisk positiv i forhold til katoden, vil noen av elektronene som har forlatt katoden og holder hus i elektronskyen tiltrekkes av anoden og akselerert vandre over til denne. Skyen blir derved mindre og den fylles derfor opp igjen fra katoden. Slik går det en elektrisk strøm gjennom røret. Siden elektronene kun kan bevege seg i én retning utgjør katode-anode-systemet en likeretter (kraftbetraktning) eller diode (signalbetraktning).

Styregitteret er et sylinderformet gitter som er ganske åpent; forholdet hull- til metalloverflate er stort, rundt 10:1. Likevel er styregitteret noenlunde tett i rørsammenheng; andre gittere (se tetrode og pentode) er enda mere åpne. Gitteret plasseres noe utenfor elektronskyen. Når gitterets spenning holdes på katodenivå har det liten innflytelse på rørstrømmen; gjøres det positivt vil det oppføre seg som en anode og trekke til seg elektronene fra skyen. Ved all vanlig bruk gjøres gitteret negativt og det fører praktisk sett ingen strøm.

Jo mere negativ spenning gitteret får, dess mindre blir elektronskyen, til den forsvinner helt ved noen ti-talls Volt. Med gitterspenningen alene kan altså elektronstrømmen fra katode til anode styres, helt uten energiforbruk for lave frekvenser. Trioden er derfor i prinsipp et transkonduktansforsterkende element. Trioder lages både for småsignaler og for storsignaler, som eksempelvis effektrør for radiosendere. Småsignal trioder drives for det meste med 50 til 400 V anodespenning.

Populære småsignaltrioder er dobbeltriodene ECC81, ECC82, ECC83 samt ECC85.

Karakteristikker Ia=f(Ua) for forskjellige Ug for dobbeltrioden ECC83/12AX7. With kind permission from Audiomatica.com

Ser vi litt nøyere på trioden, så går det egentlig en liten gitterstrøm siden gitteret blir truffet av noen få tilfeldige elektroner. En strømvei fra gitteret mot jord via en motstand er derfor nødvendig. Denne motstanden kalles en gitterlekk og kan være ganske høyohmig, typisk 1 MOhm.

Strømmen gjennom røret bestemmes både av gitterspenningen og av anodespenningen. Siden anodespenningen har en innvirkning på strømmen sier vi at trioden har en indre motstand gitt av dU/dI. Forsterkningen er gitt av transkonduktansen dUg/dIa.

Amerikaneren Lee De Forest fant opp trioden i 1906 og kalte den Audion. Derved var faget elektronikk blitt et faktum; med trioden kunne en for første gang forsterke signaler effektivt. Dette var bare ett år etter at dioden ble patentert av engelskmannen John Ambrose Fleming.

Andre radiorør er dioden, tetroden, pentoden, hexoden, heptoden, oktoden, med stadig ett gitter mere.

Rør med mange gittere brukes ofte i blandetrinn i superheterodynmottakere, hvor ett av gitrene brukes som pseudoanode i en oscillatorkopling. Rørets ulinjæritet er ønsket og danner grunnlaget for at det oppstår blandeprodukter mellom signal- og oscillatorfrekvensen, hovedsakelig fo-fs eller fs-fo, kalt mellomfrekvensen, som gjøres konstant (fo følger fs) og kan forsterkes i enkle, fast avstemte trinn. For AM i kommersielle mottakere ligger mellomfrekvensen rundt 455 kHz (mellom lang- og mellombølgen) og for FM er den 10.7 MHz.