Tubo vacío
Un tubo de vacío , tubo de electrones , [1] [2] [3] válvula (uso británico), o tubo (Norteamérica), [4] es un dispositivo que controla el flujo de corriente eléctrica en un alto vacío entre electrodos a los que se conecta una corriente eléctrica . se ha aplicado la diferencia de potencial .
El tipo conocido como tubo termoiónico o válvula termoiónica utiliza la emisión termoiónica de electrones desde un cátodo caliente para funciones electrónicas fundamentales como la amplificación de señales y la rectificación de corriente . Sin embargo, los tipos no termoiónicos, como un fototubo 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 son acelerados 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: del cátodo al 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 cruciales 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 las 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, eficientes, confiables, duraderos, seguros y 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 los osciloscopios hasta principios del siglo XXI. Los tubos termoiónicos todavía se usan en algunas aplicaciones, como el magnetrón que se usa en los hornos de 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 circuitos electrónicos/tubos de electrones son tubos de vacío. Los tubos llenos de gas son dispositivos similares, pero que contienen un gas, normalmente a baja presión, que aprovechan los fenómenos relacionados con la descarga eléctrica en los gases , normalmente sin calentador.
Tubos de vacío termoiónicos posteriores, en su mayoría de estilo miniatura, algunos con conexiones de tapa superior para voltajes más altos
Amplificador de potencia de audio mediante válvulas, en funcionamiento. El brillo rojo anaranjado proviene de filamentos calentados.
Ilustración que representa un tubo de vacío de triodo primitivo y las polaridades de los potenciales operativos 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: tensión aplicada a la corriente de la placa de control de rejilla (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 a lo largo de 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)
General Electric Company Pliotron, Instituto de Historia de la Ciencia
Símbolo de tetrodo. De arriba a abajo: placa (ánodo), rejilla de pantalla, rejilla de control, cátodo, calentador (filamento).
La región útil de operación del tubo de rejilla de pantalla (tetrodo) como amplificador se limita a los potenciales de ánodo en las partes rectas de las curvas características mayores que el potencial de rejilla de 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) en comparación con el estilo octal más antiguo. 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 subminiatura CV4501 (versión SQ de EF72),
35 mm de largo x
10 mm de diámetro (excluyendo cables)
Triodo RCA 6DS4 "Nuvistor", c.
20 mm de alto por
11 mm de diámetro Embalaje comercial 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 una tienda colocaría tubos más pequeños al momento de la compra (arriba Correcto)
La computadora ENIAC de 1946 usó 17,468 tubos de vacío y consumió
150 kW de potencia
Tubos de vacío vistos en el extremo en una recreación de la computadora Colossus de la era 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 de metal con bases octales
Tubo triodo tipo GS-9B; diseñado para uso en frecuencias de radio de hasta 2000 MHz y clasificado para disipación de potencia de ánodo de 300 vatios.
[57] El disipador de calor con aletas conduce el calor del ánodo a la corriente de aire.
Tubo regulador de tensión en funcionamiento. El gas a baja presión dentro del tubo brilla debido al flujo de corriente.
Baterías para un circuito de tubos de vacío. La batería C está resaltada.
Probador de tubos fabricado en 1930.
Getter en tubo abierto; depósito plateado de getter
Pantalla fluorescente de vacío total (se ha filtrado aire y el punto de captación se ha vuelto blanco)
Probador universal de tubos de vacío
Amplificador de audio híbrido de válvulas de 70 vatios
Características típicas de la placa triodo
