Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
MÔN: Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học
Đề tài:
Giáo viên hướng dẫn:
Thầy Lê Văn Hoàng
Nhóm thực hiện:
Kim Thị Sô Phiếp
Diên Nữ Thanh Thụy
Tô Ngọc Hưng
1
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 52009
Trang 2
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
Mục lục
Mục lục
.............................................................................................................
3
Lý do chọn đề tài:
............................................................................................
5
I. Mục tiêu:
.........................................................................................................
6
II. Giới thiệu chung:
.........................................................................................
6
III. Phân loại:
.....................................................................................................
8
IV. Catốt trong đèn điện tử
.............................................................................
9
1. Catốt lạnh:
..................................................................................................
9
2. Catốt quang điện:
.......................................................................................
9
3. Catốt nhiệt :
..............................................................................................
10
a. Catốt nung trực tiếp:
.............................................................................
10
b. Catốt nung gián tiếp:
............................................................................
11
V. Sự phát xạ điện tử :
...................................................................................
12
1. Phát xạ điện tử:
.........................................................................................
12
2. Phát xạ quang điện tử
...............................................................................
13
3. Phát xạ điện tử thứ cấp
..........................................................................
13
VI. Nguyên lý hoạt động chung:
....................................................................
13
VII. Cấu tạo:
....................................................................................................
14
1. Đèn điện tử hai cực:
..................................................................................
14
2. Đèn điện tử 3 cực:
.....................................................................................
17
3. Đèn bốn cực:
.............................................................................................
20
4. Đèn năm cực:
.............................................................................................
21
VIII. Đặc tuyến của đèn điện tử:
.................................................................
22
1. Đặc tuyến anốt của đèn hai cực
..............................................................
22
Trang 3
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
2. Đặc tuyến anốt của đèn 3 cực.
................................................................
24
IX. Ứng dụng:
..................................................................................................
24
1. Đèn hai cực:
...............................................................................................
24
2. Đèn ba cực:
................................................................................................
26
a. Khuếch đại :
..........................................................................................
26
b. Tạo sóng:
...............................................................................................
26
3. Đèn điện tử 4 cực:
.....................................................................................
27
X. Ưu, nhược điểm của đèn điện tử so vơi các linh kiện bán dẫn khác: 27
1. Ưu điểm:
...................................................................................................
27
2. Nhược điểm:
.............................................................................................
28
XI. Tuổi thọ của đèn và những yếu tố ảnh hưởng:
..................................
28
TÀI LIỆU THAM KHẢO
..............................................................................
31
Trang 4
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
Lý do chọn đề tài:
Ngày nay, khi đời sống vật chất của con người ngày càng được nâng cao thì
nhu cầu về đời sống tinh thần cũng không ngừng phát triển. Con người cần giải trí
sau khi làm việc mệt mỏi. Lĩnh vực giải trí hiện nay rất đa dạng và phong phú, đặc
biệt âm nhạc là lĩnh vực phát triển nhất. Một bài hát hay phụ thuộc rất nhiều yếu tố
như: chất giọng ca sĩ, cách hòa âm phối khí, dàn nhạc…Âm thanh trong ca nhạc rất
quan trọng và ampli được coi là xương sống của chất lượng âm thanh. Cùng với sự
phát triển của các linh kiện bán dẫn gọn, nhẹ, giá rẽ thì các loại ampli dùng các linh
kiện bán dẫn trên cũng trở nên thông dụng, dễ mua, và hợp túi tiền của đa số mọi
người. Tuy nhiên, chất lượng âm thanh của các loại ampli này thì không thể thỏa
mãn các giới sành nhạc, yêu nhạc và ampli đèn điện tử vẫn là sự ưu tiên số một
trong sự lựa chọn của họ. Hiện nay, xu hướng quay về với các loại ampli đèn là một
nhu cầu và là thú vui của rất nhiều người. Họ tự thiết kế, lắp ráp cho sản phẩm của
mình, tổ chức ra những cuộc thi thiết kế và lắp ráp ampli đèn với qui mô rất lớn.
Linh kiện được quan tâm đặc biệt trong các loại ampli này là đèn điện tử, nó đóng
vai trò quyết định không kém đối với chất lượng âm thanh của sản phẩm. Nhưng
hiện nay giá cả của các loại đèn này rất đắt và khó tìm vì các hãng sản xuất loại đèn
này không còn nhiều và qui mô sản xuất lẻ tẻ. Nhóm chúng tôi chọn đề tài “Đèn
điện tử” là vì sự đặc biệt về công dụng và lịch sử phát triển của loại linh kiện này.
Trang 5
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
I. Mục tiêu:
Trình bày sơ lược về lịch sử phát triển của đèn điện tử.
Hiểu được cấu tạo cơ bản của đèn điện tử.
Nắm được nguyên lý hoạt động của nó, tìm hiểu sâu về nguyên lý hoạt động
của đèn điện tử 3 cực.
Biết cách phân loại các loại đèn điện tử khác nhau dựa vào các đặc tính của
nó.
Ứng dụng của một số loại đèn điện tử.
Tìm hiểu về tuổi thọ của các loại đèn.
Ưu nhược điểm của đèn điện tử so với các linh kiện bán dẫn.
II. Giới thiệu chung:
Trước đây,đèn điện tử chân không (vacuum tube, còn được gọi tắt là tube hay
valve) còn thường được gọi là đèn điện tử hoặc bóng điện tử là một linh kiện điện
tử. Ngày nay, nhờ ứng dụng tính chất của chất bán dẫn, phần lớn các đèn này được
thay thế bằng các linh kiện điện tử khác nhỏ và rẻ hơn nhiều. Đầu thế kỉ 21, có sự
quan tâm trở lại của đèn điện tử chân không, vào thời điểm này có sự hình thành của
vi ống phát ra trường.
Bản chất của đèn điện tử có kích thước lớn, khi hoạt động toả ra nhiều nhiệt.
Hiện nay hầu hết các thiết bị điện tử đã không còn dùng đèn này nữa mà dùng các
linh kiện bán dẫn để thay thế (transistor, IC...). Tuy nhiên trong lĩnh vực chế tạo
ampli cho giới sành nhạc, người ta vẫn rất chuộng ampli đèn, lý do là vì ampli đèn
có khả năng tạo ra âm thanh trung thực bởi tính chất của nó (trình bày ở phần sau).
Trang 6
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
Sơ lược về lịch sử phát triển của đèn điện tử và vai trò của nó đối với
việc chế tạo Ampli:
Năm 1904, bóng đèn 2 cực chân không (diode) đầu tiên ra đời, bắt đầu thời kỳ
điện tử học. Hai năm sau, bóng đèn 3 cực (triode) xuất hiện, khởi nguồn cho thời
hoàng kim của ampli đèn và các thiết bị sử dụng đèn điện tử khác.
Bóng đèn 2 cực được nhà khoa học Anh John Ambrose Fleming phát minh đúng
103 năm trước. Năm 1906, Lee de Forest sáng chế ra đèn 3 cực, bóng chân không cho
phép nhận và khuyếch đại tín hiệu điện tử. Nhưng phải chờ đến những năm 20 của
thế kỷ trước, những chiếc ampli đèn đầu tiên mới được bán trên thị trường. Chúng
có thiết kế đơn giản song đảm nhiệm chức năng khuếch đại tín hiệu rất thành công.
Tất cả các sơ đồ thiết kế chỉ sử dụng một loại đèn duy nhất được sản xuất thời
bấy giờ là đèn 3 cực đốt trực tiếp (direct heating triode). Khi ấy, người chơi phải
dùng ampli đèn một cách rất cẩn thận vì đèn còn hiếm và giá rất cao.
Các ampli cổ đa phần sử dụng biến áp nối tầng (interstage transfomer) để hiệu
suất hoạt động của đèn đạt được mức cao nhất. Thời đó tầng công suất không phải
lúc nào cũng đòi hỏi phải có biến áp bởi vì một số loa cổ có trở kháng rất cao (hơn
2.000 ohm, trong khi ngày nay, đa số đều từ 48 ohm) và các loa đời cổ có thể nối
trực tiếp với anode của đèn qua một tụ đầu to khổng lồ.
Những bóng đèn đời đầu có độ khuếch đại và công suất khá hạn chế. Tuy
nhiên, sự phát triển của công nghệ chế tạo đèn đã nhanh chóng biến ampli trio trở
thành những thiết bị thân thiện và ngày càng mạnh hơn, dễ sử dụng hơn. Tính chất
phức tạp của các mạch điện cũng bắt đầu tăng dần.
Đến cuối những năm 50, đầu 60, các ampli dùng transitor gọn nhẹ xuất hiện và
những chiếc đèn vừa to, vừa nóng, lại hoạt động kém hiệu quả đã dần bị lãng quên
trên thị trường đại chúng.
Trang 7
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
Nhưng vẫn có nhiều nhà sản xuất khẳng định khả năng của đèn khi nó còn có
một số thế mạnh và transistor chưa thể cạnh tranh được. Nhiều hãng sản xuất đồ
hiend lớn nhỏ đã tiếp tục sản xuất ampli đèn nhiều năm sau khi transitor ra đời. Vào
thập kỷ 70, Jean Hiraga, người tiên phong trong phong trào hifi của nước Pháp, là
người đầu tiên tuyên bố hoàn toàn tin tưởng chất lượng âm thanh của ampli đèn cao
hơn hẳn ampli bán dẫn.
Trong số các hãng kỳ cựu còn tồn tại từ những năm 1970, 1980 cho đến nay có
các tên tuổi như Audio Research, EAR, Jadis, Conrad Johnson, Audio Note và VTL.
Hiện các hãng này đều đang hoạt động cùng với vô số các nhà sản xuất ampli đèn
khác với nhiều hướng thiết kế rất đa dạng.
III. Phân loại:
Đèn điện tử có rất nhiều loại, nhiều công dụng khác nhau nên có rất nhiều
cách phân loại.
Về mặt công dụng có thể chia làm đèn khuyếch đại, đèn nắn điện, đèn tách
sóng, đền đổi tần, đèn phát, đèn tạo sóng, đèn chỉ thị...
Về mặt chế độ công tác có thể chia làm đèn làm việc theo chế độ liên tục, đèn
làm việc theo chế độ xung.
Về mặt tần số có thể chia làm đèn âm tần, đèn cao tần, đèn siêu cao tần.
Về mặt kết cấu nội bộ đèn có thể chia làm đèn 2 cực, đèn 3 cực, 4 cực, năm cực,
nhiều cực, đèn ghép, đèn kép, đèn nung trực tiếp, đèn nung gián tiếp đèn ca tốt lạnh.
Về mặt kết cấu ngoại hình có thể làm làm đèn vỏ thủy tinh, đèn vỏ kim loại, gốm.
Về mặt làm nguội có thể chia làm đèn làm nguội tự nhiên, làm nguội bằng gió,
làm nguội bằng nước chảy đối lưu, làm nguội bằng cách bay hơi.
Về cách bố trí các chân đèn để sử dụng đế đèn có thể chia làm loại 8 chân
(octal), 9 chân tăm (noval), Rimlock, chân chìa...
Trang 8
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
Người ta còn chia làm loại đèn chân không và đèn có khí, trong đó có đèn
gazotron, thyratron, đèn ổn áp (Stabilitron).
Về nguyên lý công tác, đèn điện tử còn có các loại manhêtron, klystron, đèn
sóng chạy dùng cho lĩnh vực siêu cao.
Về hiệu ứng sử dụng còn có các loại đèn tia âm cực dùng cho máy hiện sóng,
máy thu hình áp dụng tính năng điện – quang để xem sóng, xem hình có các loại đèn
quang điện (tế bào quang điện) đèn nhãn quang điện để thể hiện sự biến đổi ánh
sáng thành sự biến đổi của dòng điện dùng cho âm thanh chiếu bóng hoặc trong
thiết bị kiểm tra tự động.
Tóm lại, có rất nhiều cách phân loại đèn điện tử và có rất nhiều loại đèn điện
tử thực hiện được nhiều yêu cầu kỹ thuật phức tạp và ứng dụng rất nhiều trong các
lĩnh vực khác nhau của kỹ thuật.
IV. Catốt trong đèn điện tử
Trong đèn điện tử catốt là điện cực phát xạ các điện tử thường có các loại
sau :
1. Catốt lạnh:
Trong một số đèn, người ta dùng loại chất liệu đặc biệt có công thoát của loại
điện tử thấp nên dưới sức hút của anốt có điện áp dương cũng có được điện tử phát
xạ. Những catốt đó là catốt lạnh hay catốt nguội.
2. Catốt quang điện:
Trong các dụng cụ quang điện, catốt phát xạ điện tử không phải do nung nóng
mà do ánh sáng chiếu vào, đó là catốt quang điện .
Trang 9
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
3. Catốt nhiệt :
Catốt nhiệt là catốt phát xạ điện tử do nung nóng.
a. Catốt nung trực tiếp:
Catốt nung trực tiếp là sợi kim loại thuần như
vônfram hoặc vônfram phủ một lớp thori hoặc kim loại
phủ một lớp áo oxit bari, calci, stronti.
Sợi kim loại làm catôt này được mắc vào giá đỡ và
Hinh 1
có dạng như hình 1 trong đó:
1. Lò xo
2. Tấm đỡ bằng mica
3. Sợi vônfram
4. Lớp áo oxyt
Nung nóng sợi kim loại lên bằng cách đấu hai đầu nung vào một nguồn điện.
Tới nhiệt độ công tác sợi tương ứng thì các catốt đó phát xạ nhiệt điện tử. Trong
đó :
Catốt vônfram 23000 27000 độ C
Catốt thori 16000 18000 độ C
Catốt oxyt 10000 11000 độ C
Catốt bary 7000 9000 độ C
Trong loại catốt trên, loại có hiệu quả phát xạ thấp là vônfram, loại có hiệu
quả phát xạ cao là catôt oxýt.
Với 1W công suất nung nóng, catốt vônfram chỉ cho được dòng điện 6mA trong
khi catốt oxýt có thể cho được dòng điện tới 150mA. Catốt nung trực tiếp đồng thời
làm cả hai nhiệm vụ: nhiệm vụ gia nhiệt của sợi nung và nhiệm vụ phát xạ của
catốt.
Trang 10
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
b. Catốt nung gián tiếp:
Catốt nung gián tiếp có kết cấu khác với catốt nung trực tiếp. Catốt nung trực
tiếp là loại catốt dùng ngay bản thân sợi kim loại nung nóng đó để phát xạ điện tử.
Catốt nung gián tiếp thì chia ra thành 2 nhiệm vụ riêng:
Sợi nung chuyên làm nhiệm vụ gia nhiệt tức là được đấu vào nguồn nung sợi
để nung nóng lên. Bản thân sợi nung không phát xạ điện tử.
Catốt lớp áo ngoài chuyên làm nhiệm vụ phát xạ điện tử. Catốt không đấu
vào nguồn điện nung sợi nhưng cũng được nung nóng lên do nhiệt lượng của sợi
nung cung cấp.
Kết cấu của catốt nung gián tiếp như hình 2. Sợi nung 4 là dây kim loại
vônfram được bao bằng một lớp cách điện và chịu nhiệt 1 đặt trong một ống hình
trụ bằng kền. Mặt ngoài của ống trụ bằng kền này được phủ một lớp áo oxýt 3.
Chính lớp áo oxýt này được nung nóng lên sẽ phát xạ điện tử và được nối ra ngoài
để làm catốt.
Kết cấu của catốt nung gián tiếp
1. Lớp bọc cách điện
2. Ống trụ kền
3. Lớp áo oxyt
4. Sợi nung
So sánh hai loại catốt nung trực tiếp và nung gián
tiếp ta thấy:
Catốt nung trực tiếp kết cấu đơn giản hơn, hiệu
suất sử dụng năng lượng cao hơn, thời gian gia nhiệt
để có thể phát xạ điện tử ngắn hơn. Tuy nhiên catốt
nung trực tiếp nếu dùng điện xoay chiều để làm nguồn
nung sợi thì dòng phát xạ không đều, có thể biến động
Trang 11
Hinh 2
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
theo tần số của nguồn nung sợi và có thể tạo ra thành tiếng ù, tạp âm ra gánh sử
dụng.
Catốt nung gián tiếp có kết cấu phức tạp hơn, hiệu suất sử dụng năng lượng
thấp hơn, thời gian gia nhiệt lâu hơn (tới 4050 giây), có quán tính về nhiệt lớn hơn.
Tuy nhiên catốt nung gián tiếp có dòng phát xạ đều hơn, nếu nung bằng điện xoay
chiều thì do có quán tính về nhiệt nên ít bị nhạy cảm với sự biến động của dòng
nung sợi xoay chiều.
V. Sự phát xạ điện tử :
Trong đèn điện tử phải có điện tử ở dạng “tự phát xạ điện tử”. Các phương
pháp thông thường là:
Phát xạ nhiệt điện tử.
Phát xạ quang điện tử
Phát xạ thứ cấp.
1. Phát xạ điện tử:
Kim loại đem nung nóng lên thì các điện tử chuyển động mạnh thêm. Tới một
mức độ năng lực khá cao thì một số điện tử có thể thoát khỏi mặt kim loại và bay ra
ngoài ở dạng tự do.
Sự phát xạ do nung nóng đó gọi là sự phát xạ nhiệt điện tử
Hình 3 trình bày sự phát xạ nhiệt điện tử của thanh kim loại được nung nóng.
Trong hình vẽ này:
1. Sợi kim loại được nung nóng
Trang 12
Hinh 3
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
2. Hạt nhân của các nguyên tử kim loại
3. Các điện tử tự do
4. Các điện tử thoát ra với tốc độ lớn
5. Các điện tử thoát ra với tốc độ nhỏ
6. Bề mặt ngoài của sợi kim loại nung nóng
2. Phát xạ quang điện tử
Ánh sáng khi chiếu vào điện tích của chất quang điện cũng truyền năng lượng
cho điện tử và có thể làm điện tử bắn ra ngoài. Sự phát xạ như vậy là phát xạ quang
điện tử.
Hình 3 b trình bày sự phát xạ quang điện tử trong tế bào quang điện. Trong đó
luồng ánh sáng 6 chiếu vào và làm bật các điện tử 2 ra.
3. Phát xạ điện tử thứ cấp
Nếu có luồng điện tử với tốc độ cao va vào mặt kim loại với động năng lớn
truyền cho điện tử ở mặt kim loại có thể làm cho những điện tử đó có mức năng
lượng cao và thoát ra khỏi mặt kim loại.
Những điện tử bay tới là điện tử sơ cấp
Những điện tử từ mặt kim loại do đó thoát ra là những điện tử thứ cấp.
Hiện tượng phát xạ đó gọi là phát xạ điện tử thứ cấp.
VI. Nguyên lý ạt động chung:
ho
Đèn điện tử là một loại thiết bị dựa vào sự khống chế luồng điện tử phát xạ
để thực hiện những yêu cầu kỹ thuật phức tạp.
Khi hoạt động, các đèn điện tử cần đốt nóng các sợi đốt (một sợi ở đèn hai
cực, ba cực đơn hoặc nhiều sợi ở các đèn điện tử kép), khi nhiệt độ các sợi đốt đạt
Trang 13
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
đến một mức độ nào đó, động năng của chúng thắng sự liên kết của kim loại và sẵn
sàng nhảy ra khỏi bề mặt kim loại của sợi đốt.
Để điều khiển các đèn điện tử chân không, giữa các cực cần có một điện
trường, chính các điện trường này đã tạo ra dòng điện trong chân không: điện tử di
chuyển đến anốt.
VII. Cấu tạo:
1. Đèn điện tử hai cực:
Đèn hai cực gồm hai điện cực đặt trong một bầu thủy tinh đã rút không khí ra
để tạo chân không. Hai điện cực trong đèn hai cực là catốt phát xạ điện tử và anốt
bao xung quanh catốt. Anốt và catốt được đặt trên những giá đỡ và có dây nối ra
phía ngoài tới các chân điện tử ở dây đèn để nối vào
các mạch điện ngoài.
Catốt là một trong những loại catốt đã nêu ở
trên, có thể là nung sợi trực tiếp hoặc nung sợi gián
tiếp. Anốt thường bằng kim loại (kền hoặc thép mạ
kền). Trong đèn hai cực chỉ có catốt phát xạ nhiệt
điện tử, anốt không phát xạ điện tử. Vì vậy khi anốt
có điện áp dương nó sẽ hút điện tử từ anốt, tạo thành một luồng điện tử chạy từ
catốt sang anốt. Dòng điện do đó được hình thành. Khi anốt có điện áp âm thì nó sẽ
đẩy điện tử, catốt lúc này có điện áp dương, hút điện tử nhưng vì anốt không phát
xạ điện tử nên không có luồng điện tử đi từ anốt sang catốt. Lúc này không có dòng
điện.
Trang 14
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
Như vậy đặc tính cơ bản của đèn hai cực là chỉ dẫn điện theo một chiều.
Chiều dòng điện đó là chiều ngược với chiều chuyển động của điện tử tức là chiều
đi từ anốt sang catốt.
Trong đèn hai cực, dòng điện chạy qua catốt gọi là dòng catốt và thường ký
hiệu là Ik; dòng điện chạy qua anốt gọi là dòng anốt và thường ký hiệu là Ia; dòng
điện chạy qua sợi nung để nung nóng catốt gọi là dòng điện nung sợi và thường ký
hiệu là Ii.
Mạch điện của đèn hai cực:
Mạch điện của đèn hai cực trình bày
trên hình 4. Hình 4a trình bày mạch điện
đầy đủ.
FF là sợi nung được đấu vào nguồn
Ei là nguồn nung sợi. Dòng Ii là dòng
Hinh 4 nung sợi. Mạch gồm nguồn Ei và sợi
nung FF là mạch nung sợi.
A là anốt được đấu vào cực + của nguồn Ea là nguồn cao áp cung cấp cho anốt.
Trên hình vẽ dùng đèn nung sợi trực tiếp nên sợi nung đồng thời là catốt K. Một đầu
sợi nung được đấu vào cực của nguồn cao áp Ea. Mạch gồm nguồn Ea và anốt A,
catốt K là mạch anốt. Dòng anốt Ia chạy trong mạch anốt và có chiều theo mũi tên ở
hình vẽ.
Ta cần phân biệt hai mạch điện (mạch nung sợi và mạch anốt) và hai dòng điện
(Ii và I a) trong đèn hai cực.
Dòng nung sợi Ii có chạy qua trong nội bộ đèn hai cực nhưng là dòng điện chạy
trong dây dẫn điện (sợi nung trong đèn là sợi dẫn điện liền mạch).
Dòng anốt Ia là do dòng điện tử phát xạ được anốt hút tạo thành. Dòng điện này
Trang 15
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
chạy qua khoảng không giữa anốt A và catốt K bên trong đèn. Muốn có dòng Ia thì
phải có đủ các điều kiện sau:
Catốt có phát xạ điện tử. Muốn vậy phải có nung sợi đủ mức cho đạt nhiệt độ
yêu cầu.
Có nguồn Ea đấu giữa anốt và catốt.
Do đó nếu đứt sợi nung, catốt không được nung nóng để phát xạ điện tử thì
không còn dòng Ia.
Nếu đứt mạch cung cấp Ea thì cũng không có dòng Ia.
Nếu sợi nung được cấp điện nhỏ hơn mức yêu cầu (gọi là nung non áp)
khiến catốt phát xạ kèm thì dòng Ia cũng giảm.
Nếu catốt dùng lâu, giảm khả năng phát xạ thì dòng Ia cũng giảm. Catốt dùng
lâu quá, mất khả năng phát xạ (gọi là đèn giả) thì không có dòng Ia.
Điện áp anốt Ea cũng quyết định dòng Ia: Ea càng lớn, anốt hút mạnh, được
nhiều điện tử, dòng Ia lớn. Ea nhỏ, anốt hút được ít điện tử, dòng Ia nhỏ.
Các hình vẽ 4b và hình 4c là mạch điện đèn hai cực đã vẽ đơn giản, các
mạch sợi nung và mạch anốt chỉ cần biểu thị tới đầu nối vào nguồn Ei và Ea
hoặc có thể lược đi không vẽ mạch nung sợi như hình 4c coi rằng đương nhiên
phải có đấu mạch nung sợi thì đèn mới làm việc được hoặc mạch nung sợi đó đã
được thể hiện ở một phần khác của sơ đồ.
Mạch nung sợi đèn hai cực có thể dùng điện xoay chiều. Trên sơ đồ có thể
vẽ mũi tên từ hai đầu sợi nung FF chỉ tới ký hiệu cuộn dây ở biến áp cung cấp
cho mạch nung sợi, không cần kéo dài nét vẽ tới tận cuộn dây làm rối mắt khi
đọc sơ đồ.
Trang 16
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
2. Đèn điện tử 3 cực:
Từ khi Liđơ forét đưa thêm những mắt
lưới đặt giữa anốt và catốt đèn hai cực thì
đèn ba cực ra đời và có nhiều tác dụng kỹ
thuật.
Lưới là những vòng dây mảnh đặt trên
những giá đỡ và nằm giữa anốt và catốt.
Luồng điện tử bay từ catốt sang anốt phải
bay qua những mắt lưới và bị lưới điều
Hinh55 khiển khống chế. Lưới được ký hiệu là g và
được đấu vào nguồn điện áp để cung cấp
cho lưới gọi là nguồn điện lưới. Điện áp đo giữa lưới và catốt gọi là điện áp lưới
Ug.
Hình 5 là hình vẽ cắt cho thấy rõ kết cấu bên trong của một đèn ba cực, trong
đó:
1. Vỏ thủy tinh
2. Anốt
3. Catốt
4. Cục ghéttơ để hút khí, nâng cao độ chân không
5. Tấm mica làm giá đỡ
6. Lưới điều khiển
7. Sợi nung
8. Chân đèn.
Tùy theo điện áp của lưới mà dòng điện anốt Ia bị khống chế làm cho có thể
xuất hiện hoặc không xuất hiện, trị số lớn lên hoặc nhỏ đi.
Trang 17
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
Một sự biển đổi nhỏ ở lưới cũng làm cho dòng Ia bị biến thiên lớn. Vậy là đèn
ba cực có khả năng khuếch đại mà lưới là tác nhân quan trọng quyết định sự khuếch
đại đó.
Như vậy đèn ba cực là đèn ngoài mạch nung sợi ra, có ba điện cực:
Catốt để phát xạ điện tử
Anốt để hút điện tử
Lưới để khống chế luồng điện tử đó.
Mạch điện của đèn ba cực:
Mạch điện của đèn ba cực như hình 6
trong đó mạch nung sợi đã được vẽ đơn
giản đi. Ta phân biệt:
Mạch anốt là mạch đấu nguồn anốt
Ea vào anốt và catốt của đèn. Trong mạch
Hinh 6 anốt có dòng anốt Ig.
Mạch lưới đấu nguồn lưới Ea vào
giữa catốt và lưới của đèn. Trong mạch lưới có thể do dòng lưới Ig.
Trong hình 6:
1. Là dòng lưới Ig chạy trong mạch lưới, biểu thị bằng mũi tên nét đứt.
2. Là dòng anốt Ia chạy trong mạch anốt, biểu thị bằng mũi tên nét liền.
3. Là nguồn cung cấp cao áp anốt Ea.
Với những trị số điện áp lưới khác nhau, lưới g khống chế dòng anốt Ia như
trình bày ở hình 7.
Trang 18
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
Ở hình a: Điện áp lưới Ug =
0, dòng Ia = 10mA, dòng lưới
Ig = 0. Điện áp anốt là 100V.
Ở hình b: Điện áp lưới là
âm, cụ thể là Ug = 3V do
nguồn điện lưới Eg đấu cực
+ vào catốt và cực – vào
lưới. Lúc này dòng là bị giảm
đi còn Ia = 5mA. Dòng lưới
Hinh 7
Hinh 8 Ig = 0.
Ở hình c: Điện áp lưới là dương. Cụ thể là Ug=+3V do nguồn điện lưới Eg
đấu cực + vào lưới và cực – vào catốt. Lúc này dòng Ia tăng lên thành 30mA.
Đồng thời cũng xuất hiện dòng lướI Ig=2mA.
Ở hình d: Điện áp vẫn dương, trị số lại tăng lên (Ug=+5V)
. Lúc này dòng Ia tăng lên thành 40mA. Dòng Ig cũng tăng lên thành 3 mA.
Như vậy điện áp lưới có tính chất khống chế rõ rệt :
điện áp lươí âm, dòng Ia giảm nhỏ, không có dòng Ig.
Nếu trị số điện áp của lưới dương, dòng Ia tăng lên , dòng Ig xuất hiện.
Nếu trị số điện áp của lưới âm quá hoặc dương quá ta sẽ có hiện tượng cắt
dòng anốt Ia như trình bày ở hình 8.
Ở hình 8a điện áp lưới quá âm (Ug= 50V). Lúc này đương nhiên là dòng
lưới Ig=0, dòng anốt Ia cũng bằng 0 vì lưới âm quá, đẩy tất cả các điện tử nào tới
anốt được để tạo thành dòng anốt Ia. ta nói dòng anốt đã bị cắt. Điện áp lưới làm
cắt dòng anốt Ia là điện áp cắt.
Trang 19
- Phương pháp nghiên cứu khoa học.
Ở hình 8b Lưới có điện áp dương lớn( Ug=+50V). Lúc này do lưới ở gần
catốt hơn và có điện áp dương nên hút hết tất cả các điện tử từ catốt phát xạ, không
còn điện tử bay tới anốt để tạo thành dòng anốt Ia vì vậy dòng Ia cũng bằng không.
Với chế độ công tác này, dòng lưới Ig rất lớn. Các điện tử đập vào lưới cũng
có động năng và gây ra công suất tiêu tán làm nóng lưới lên như trường hợp đập vào
anốt làm nóng anốt.
Anốt có kết cấu lớn nên chịu được công suất tiêu tán Pa lớn.
Lưới có kết cấu mảnh nên chỉ chịu được công suất tiêu tán Pg nhỏ. Vì vậy nếu
Ug dương quá khiến dòng lưới Ig tăng làm Pg tăng quá mức thì có thể nung nóng
làm đứt vòng lưới hoặc làm vòng lưới dãn ra, ảnh hưởng tới kết cấu của đèn và do
đó làm thông số của đèn bị biến đổi.
Ngoài ra còn có các đèn điện tử bốn cực, năm cực mà chỉ giới thiệu về cấu tạo
sơ lược sau đây:
3. Đèn bốn cực:
Cấu tạo của các điện cực bên trong đèn bốn cực trong đó:
1. anốt
2. Lưới chắn
3. Lưới điều khiển
4. Catốt
5. Sợi nung
Để khắc phục hai nhược điểm cơ bản của đèn ba cực là hệ số khuếch đại
thấp và trị số điện dung giữa các cực lớn, người ta bố trí thêm một lưới thứ hai giữa
lưới điều khiển và anốt.
Như vậy đèn bốn cực có 2 lưới:
Trang 20
nguon tai.lieu . vn