Tubo vacío
Un tubo de vacío , tubo de electrones , [1] [2] [3] válvula (uso británico) o tubo (América del Norte), [4] es un dispositivo que controla el flujo de corriente eléctrica en un alto vacío entre electrodos a los que Se ha aplicado la diferencia de potencial .
El tipo conocido como tubo termoiónico o válvula termoiónica utiliza emisión termoiónica de electrones de un cátodo caliente para funciones electrónicas fundamentales como amplificación de señal y rectificación de corriente . Sin embargo, los tipos no termoiónicos, como los fototubos de vacío , logran la emisión de electrones a través del efecto fotoeléctrico y se utilizan para fines tales como la detección de intensidades de luz. En ambos tipos, los electrones se aceleran desde el cátodo al ánodo por el campo eléctrico en el tubo.
El tubo de vacío más simple, el diodo , inventado en 1904 por John Ambrose Fleming , contiene solo un cátodo emisor de electrones calentado y un ánodo. Los electrones solo pueden fluir en una dirección a través del dispositivo: desde el cátodo hasta el ánodo. Agregar una o más rejillas de control dentro del tubo permite que la corriente entre el cátodo y el ánodo sea controlada por el voltaje en las rejillas. [5]
Estos dispositivos se convirtieron en un componente clave de los circuitos electrónicos durante la primera mitad del siglo XX. Fueron fundamentales para el desarrollo de la radio, la televisión, el radar, la grabación y reproducción de sonido , las redes telefónicas de larga distancia y las primeras computadoras analógicas y digitales . Aunque algunas aplicaciones habían utilizado tecnologías anteriores, como el transmisor de chispa para radio o computadoras mecánicas para computación, fue la invención del tubo de vacío termoiónico lo que hizo que estas tecnologías se generalizaran y fueran prácticas, y creó la disciplina de la electrónica . [6]
En la década de 1940, la invención de los dispositivos semiconductores hizo posible producir dispositivos de estado sólido , que son más pequeños, más eficientes, confiables, duraderos, más seguros y más económicos que los tubos termoiónicos. A partir de mediados de la década de 1960, los tubos termoiónicos fueron reemplazados por el transistor . Sin embargo, el tubo de rayos catódicos (CRT) siguió siendo la base de los monitores de televisión y osciloscopios hasta principios del siglo XXI. Los tubos termoiónicos todavía se usan en algunas aplicaciones, como el magnetrón que se usa en los hornos microondas, ciertos amplificadores de alta frecuencia y amplificadores que los entusiastas del audio prefieren por su sonido de tubo "más cálido" .
No todas las válvulas de circuito electrónico / tubos de electrones son tubos de vacío. Los tubos llenos de gas son dispositivos similares, pero que contienen un gas, generalmente a baja presión, que aprovechan los fenómenos relacionados con la descarga eléctrica en los gases , generalmente sin un calentador.
Tubos de vacío termoiónicos posteriores, en su mayoría estilo miniatura, algunos con conexiones de tapa superior para voltajes más altos
Amplificador de potencia de audio mediante válvulas, en funcionamiento. El resplandor rojo anaranjado proviene de los filamentos calentados.
Ilustración que representa un tubo de vacío de triodo primitivo y las polaridades de los potenciales de funcionamiento de CC típicos. No se muestran las impedancias (resistencias o inductores) que se incluirían en serie con las fuentes de voltaje C y B.
Receptor de radio mediante tubos de vacío
Triodo: voltaje aplicado a la corriente de la placa de control de la red (ánodo).
Una de las bombillas experimentales de Edison
Los primeros diodos de Fleming
El primer triodo, el de Forest Audion , inventado en 1906
Triodos a medida que evolucionaron durante 40 años de fabricación de tubos, desde el RE16 en 1918 hasta un tubo en miniatura de la década de 1960
Símbolo de triodo. De arriba a abajo: placa (ánodo), rejilla de control, cátodo, calentador (filamento)
Pliotron de General Electric Company, Instituto de Historia de la Ciencia
Símbolo de Tetrode. De arriba a abajo: placa (ánodo), rejilla de pantalla, rejilla de control, cátodo, calentador (filamento).
La región útil de funcionamiento del tubo de la rejilla de la pantalla (tetrodo) como amplificador se limita a los potenciales de ánodo en las porciones rectas de las curvas características mayores que el potencial de la rejilla de la pantalla.
El convertidor pentagrid contiene cinco rejillas entre el cátodo y la placa (ánodo)
Tubo de potencia de haz diseñado para uso de radiofrecuencia
Tubo en miniatura (derecha) comparado con el estilo octal anterior. Sin incluir los pines, el tubo más grande, un 5U4GB, tiene
93 mm de alto con una base de
35 mm de diámetro, mientras que el más pequeño, un 12AX7 de 9 pines , tiene
45 mm de alto y
20,4 mm de diámetro.
Tubo CV4501 subminiatura (versión SQ de EF72),
35 mm de largo x
10 mm de diámetro (sin incluir cables)
Triodo RCA 6DS4 "Nuvistor", c.
20 mm de alto por
11 mm de diámetro Envases comerciales para tubos de vacío utilizados en la segunda mitad del siglo XX, incluidas cajas para tubos individuales (abajo a la derecha), fundas para filas de cajas (izquierda) y bolsas en las que los tubos más pequeños se colocarían en una tienda al momento de la compra (arriba derecho)
La computadora ENIAC de 1946 usó 17.468 tubos de vacío y consumió
150 kW de potencia
Tubos de vacío vistos en un extremo en una recreación de la computadora Colossus de la época de la Segunda Guerra Mundial en Bletchley Park , Inglaterra
Circuito de la unidad de memoria central de Whirlwind
El ánodo (placa) de este triodo transmisor ha sido diseñado para disipar hasta
500 W de calor
Tubos con carcasa metálica con bases octales
Tubo transmisor de triodo GS-9B de alta potencia con disipador de calor en la parte inferior
Tubo regulador de voltaje en funcionamiento. El gas a baja presión dentro del tubo se ilumina debido al flujo de corriente.
Baterías para circuito de tubo de vacío. La batería C está resaltada.
Probador de tubos fabricado en 1930. A pesar de cómo se muestra, solo podía probar un tubo a la vez.
Getter en tubo abierto; depósito plateado de getter
Pantalla fluorescente de vacío muerto (se ha filtrado aire y el punto del captador se ha vuelto blanco)
Probador de tubos de vacío universal
Amplificador de audio híbrido de tubo de 70 vatios que se vendió por 2680 dólares
[78] en 2011, aproximadamente 10 veces el precio de un modelo comparable que usa transistores.
[79] VFD típico utilizado en una grabadora de videocasete
Características típicas de las placas de triodo
