Triod – vakuumrör med galler: definition och funktion
Upptäck vad en triod är, hur galler styr vakuumrör och dess funktioner i förstärkning och elektronik—klar, teknisk och lättförståelig guide.
En triod ("valve" på engelska) är en typ av tomt rör med trådar i (vakuumrör). Det är inte en vakuumrörsdiod, som bara har två trådar (elektroder), utan har en tredje elektrod, kallad gitteret, mellan de två trådarna (katod (elektronemitterande elektrod) och anod (elektronuppsamlare)). Trioden är en grundläggande komponent i äldre elektroniska kretsar och används framför allt för förstärkning och signalbehandling.
Konstruktion och uppbyggnad
En typisk triod består av följande delar:
Galleret är ofta ett galler eller spiralformat trådnät nära katoden, vilket ger möjlighet att styra strömmen mellan katod och anod med små spänningsförändringar på galleret.
Funktion och princip
Triodens grundläggande funktion bygger på att katoden emitterar elektroner när den värms. Dessa elektroner dras mot den positivt spända anoden. Ett galler mellan katod och anod påverkar hur många av dessa elektroner som når anoden:
Denna egenskap gör att en relativt liten spänningsändring på galleret ger en större förändring i anodströmmen – vilket ger elektrisk förstärkning. Trioden har därför använts som en förförstärkare och i oscillatorer.
Drift och bias
För att trioden skall fungera stabilt används ofta en fast förspänning (bias) på galleret, ofta negativ i förhållande till katoden. Anoden matas vanligen med en högre likspänning (anodspänning). Driftpunkten (Q-point) väljs så att bästa linjäritet och förstärkning uppnås för den aktuella tillämpningen.
Fördelar och nackdelar
Fördelar:
Nackdelar:
Tillämpningar
Trioder användes flitigt i tidiga radiosändare och mottagare, i förstärkare för ljud och i oscillatorer. De är också vanliga i gitarrförstärkare och i vissa högfrekvens- eller högspänningsapplikationer där rörens egenskaper fortfarande är användbara. Efter transistorernas inträde minskade triodens kommersiella användning, men de behåller en nisch inom audioteknik och bland entusiaster.
Historia och varianter
Triodens förfader är Lee De Forests "Audion" från början av 1900-talet – ett första steg mot aktiv förstärkning i elektroniska kretsar. Därefter utvecklades fler elektrodtyper: tetrod (fyra elektroder) och pentod (fem elektroder) som minskar vissa oönskade effekter hos trioden, till exempel återkoppling via interna kapaciteter och sekundär emission.
Praktiska tips
Sammanfattningsvis är trioden en enkel men viktig typ av vakuumrör med tre elektroder som möjliggör elektrisk förstärkning och styrning av elektronflöde. Trots att tekniken till stor del ersatts av halvledare har trioder fortfarande relevans inom vissa områden tack vare sin ljudkaraktär och robusthet i speciella applikationer.
Hur ordet skapas
Ordet "triode" kommer från orddelarna "tri" (tre) + "ode" (väg).
Hur det fungerar
När katoden blir varm avger den elektriska partiklar (elektroner). Dessa elektroner tas sedan upp av anoden. Detta ger upphov till en elektrisk rörelse (ström) som styrs av elnätet. Gittret "kontrollerar" hur många elektroner som kan passera och "äter" de extra elektronerna. Gittret gör det möjligt för trioden att användas som en elektrisk mängdförändrare (förstärkare).
Gittret kan också snabbt ändra mängden elektroner som det släpper igenom, så det kan också vara en del av en oscillator (vågkastare) och en vågmottagare (detektor).
Historia
Philipp Lenard skapade idén med "rutnätet" 1902 för att göra en elektronmottagare.
Sedan skapades dioden (Flemingventilen) av John Ambrose Fleming 1904.
Lee De Forest och Robert von Lieben skapade trioden 1908 utifrån hans ursprungliga Audion-diod från 1906. Trioden används som en förstärkare (elektrisk mängdväxlare). Namnet triod skapades för att folk behövde veta vilken typ av vakuumrör det är, snarare än en diod, tetrode eller pentod.
Människor ville prata med människor långt borta. De använde trioder för att prata, med hjälp av triodradiomottagare (vågmottagare) och triodradiosändare (vågkastare). Till en början skickade de bara morsekod, men bättre trioder gjorde det senare möjligt att prata via radio.
Triodsändarna var så bra att de ersatte kristallsändarna vid tillverkningen av de nya lyssnarna (hörlurar).
Detta var det första sättet att prata på långt håll, och det var början på radiosändningar (sändning av radiovågor till många människor) runt 1920. Detta gjorde telefoner på långa avstånd bättre.
Sedan tillverkade människor på Bell Telephone-gruppen ännu bättre telefoner som kan fånga upp vågor som kan färdas ungefär 800 miles. När de placerade de första långa triodvågkastarna i Atlanten (transkontinental telefonlinje) var folk mycket glada tre år senare, den 25 januari 1915.
Andra människor använde vågkastarna i sina skapelser och skapade mycket bra saker (TV, högtalarsystem, elektriska fonografer och talande filmer).
Sedan började man sätta in fler trådar inuti, till 4 trådar (tetrod, av Walter Schottky 1916) och 5 trådar (pentod, av Gilles Holst och Bernandus Dominicus Hubertus Tellegen 1926).
Trioden användes i andra apparater (radioapparater, tv-apparater och ljudsystem) tills den slogs av supervågkastaren (transistorn) som tillverkades 1947, vilket innebar slutet för trioden.
I dag används trioder för vågkastare och varmtillverkning. Trioder börjar också användas i bra elektriska ljud- och musikmaskiner. De används också i glödlampsmaskiner (vacuum florescent displays, (VFDs), och det finns olika typer av glödlampsmaskiner, men alla använder trioder.
Vad den kan användas till
Radios och telefoner är också vågtalare, så det används i dem. Men den är för stor, så mellan 1960 och 1969 ersattes den till största delen av transistorn. Den är en föregångare till transistorn. Den används fortfarande i vakuumrörsförstärkare.
I dag används trioden fortfarande i iPods och radioapparater samt i värmare för att värma upp och ta emot vågor.
Sök