Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Pua tube

Vipimo vya kisasa vya utupu, hasa style ndogo

Katika umeme , tube ya utupu , tube ya elektroni , [1] [2] [3] au tu tube (Amerika ya Kaskazini), au valve (Uingereza na mikoa mingine) ni kifaa kinachodhibiti umeme sasa kati ya electrodes katika uhamisho chombo. Vipu vya utupu hutegemea uchafu wa thermionic wa elektroni kutoka kwenye filament ya moto au cathode iliyowaka moto na filament. Aina hii inaitwa tube thermionic au valve thermionic . Phototube , hata hivyo, inafikia uchafu wa electron kupitia athari ya picha . Sio valve zote za umeme za umeme / zilizopo za elektroni ni zilizopo za utupu (zinaondolewa); Vipimo vilivyojaa gesi ni vifaa vyenye gesi, kwa kawaida kwenye shinikizo la chini, ambalo hutumia matukio kuhusiana na kutokwa kwa umeme katika gesi , kwa kawaida bila heater.

Kitambaa cha utupu kilicho rahisi zaidi, kiziba , kina heater tu, cathode iliyochapishwa ya umeme (filament yenyewe hufanya kama cathode katika baadhi ya diodes), na sahani (anode). Sasa inaweza tu kuingilia kwa mwelekeo mmoja kwa njia ya kifaa kati ya electrodes mbili, kama elektroni iliyotolewa na usafiri wa cathode kupitia tube na hukusanywa na anode. Kuongeza grids moja au zaidi ndani ya tube inaruhusu sasa kati ya cathode na anode kudhibitiwa na voltage kwenye gridi au grids. [4] Matumbo na magri yanaweza kutumiwa kwa madhumuni mengi, ikiwa ni pamoja na kupanua , kurekebisha , kubadili , kufuta , na kuonyesha .

Ilibadilishwa mwaka 1904 na John Ambrose Fleming , zilizopo za utupu zilikuwa sehemu ya msingi ya umeme katika nusu ya kwanza ya karne ya ishirini, ambayo ilikuwa na ugawanyiko wa redio, televisheni, rada, sauti ya kuimarisha , sauti ya kurekodi na uzazi , mitandao ya simu kubwa, analog na kompyuta digital, na kudhibiti mchakato wa viwanda. Ingawa baadhi ya programu zilikuwa na wenzao kutumia teknolojia za mapema kama vile transmitter ya pengo au kompyuta za mitambo , ilikuwa uvumbuzi wa tube ya utupu ambayo ilifanya teknolojia hizi ziene na kuzidi. Katika miaka ya 1940 uvumbuzi wa vifaa vya semiconductor iliwezekana kuzalisha vifaa imara-hali , ambayo ni ndogo, ufanisi zaidi, zaidi ya kuaminika, zaidi ya muda mrefu, na nafuu kuliko zilizopo. Kwa hiyo, kutoka katikati ya 1950s vifaa vya hali imara kama vile transistors hatua kwa hatua kubadilishwa zilizopo. Tube ya cathode-ray (CRT) imebakia msingi wa televisheni na wachunguzi wa video mpaka ilipandishwa karne ya 21. Hata hivyo, bado kuna maombi machache ambayo vijiti vinapendelea kuwa semiconductors; kwa mfano, magnetron kutumika katika vioo microwave, na baadhi ya high-frequency amplifiers.

Yaliyomo

Uainishaji

Uainishaji mmoja wa zilizopo utupu ni kwa idadi ya electrodes hai, (kupuuza filament au heater). Kifaa kilicho na vipengele viwili vya kazi ni diode , ambayo hutumiwa kwa kurekebishwa . Vifaa vilivyo na vipengele vitatu ni triodes kutumika kwa amplification na byte. Electrodes ya ziada huunda tetrodes , pentodes , na kadhalika, ambayo ina kazi nyingi za ziada zinazotengenezwa na electrodes inayoweza kudhibitiwa.

Machapisho mengine ni:

  • kwa aina ya mzunguko ( redio , redio, VHF , UHF , microwave )
  • kwa kiwango cha nguvu (signal ndogo, nguvu ya sauti, redio ya juu-nguvu ya kupeleka)
  • kwa aina ya cathode / filament (hasira moja kwa moja, hasira moja kwa moja) na wakati wa joto (ikiwa ni pamoja na "emitter mkali" au "emetter-emitter")
  • kwa muundo wa curves unaohusika (kwa mfano, mkali- dhidi ya kijijini- cutoff katika baadhi ya pentodes)
  • kwa maombi (kupokea zilizopo, kupitisha zilizopo, kupanua au kubadili, kurekebisha, kuchanganya)
  • vigezo maalum (uhai wa muda mrefu, usikivu mdogo sana wa microphone na sauti ya chini ya sauti ya sauti, matoleo ya rugged / kijeshi
  • kazi maalum (detectors mwanga au mionzi, tubing video imaging)
  • zilizopo kutumika kuonyesha habari ( zilizopo za Nixie , "jicho la uchawi" zilizopo , Maonyesho ya Fluororescent ya Ondoa , CRTs )

Machapisho mengi yanaweza kuomba kifaa; kwa mfano mfano wa aina mbili unaweza kutumika kwa preamplification audio na kama flip-flops katika kompyuta, ingawa mstari ni muhimu katika kesi ya zamani na maisha ya muda mrefu katika mwisho.

Vipande vilikuwa na kazi tofauti, kama vile zilizopo za cathode ray ambazo hufanya boriti ya elektroni kwa madhumuni ya kuonyesha (kama vile tube ya televisheni) pamoja na kazi maalumu zaidi kama vile elektroni microscopy na lithography boriti lithography . Vipimo vya X-ray pia ni zilizopo za utupu. Phototubes na photomultipliers kutegemea electron kati yake kupitia utupu, ingawa katika kesi hiyo elektroni uchafu kutoka cathode inategemea nishati kutoka photons badala ya thermionic chafu . Kwa kuwa aina hizi za "utupu wa utupu" zina kazi zaidi ya kupanua umeme na kurekebisha wao ni ilivyoelezwa katika makala zao wenyewe.

Maelezo

Diode: elektroni kutoka kwenye cathode ya moto inapita kwa anode nzuri, lakini si kinyume chake
Triode: voltage inatumika kwa sahani ya kudhibiti gridi (anode) ya sasa.

Bomba la utupu lina electrodes mbili au zaidi katika utupu ndani ya makao ya hewa. Vipande vingi vinakuwa na bahasha za kioo na muhuri wa kioo-kwa-chuma kulingana na glasi za borosilicate za kovar ambazo zimehifadhiwa , ingawa ziba za kauri na za chuma (zenye besi za kuhami) zimetumika. Electrodes ni masharti ya kuongoza ambayo kupita kupitia bahasha kupitia seal seal. Vipimo vingi vya utupu vina maisha machache, kwa sababu ya filament au kuchomwa moto au njia nyingine za kushindwa, hivyo zinafanywa kama vitengo vinavyoweza kubadilishwa; electrode inaongoza kuunganisha kwenye pini kwenye msingi wa bomba ambayo hufunga kwenye tundu la tube . Vipu vilikuwa sababu ya mara kwa mara ya kushindwa kwa vifaa vya umeme, na watumiaji walitarajiwa kuwa na uwezo wa kuchukua nafasi ya zilizopo wenyewe. Mbali na vituo vya msingi, baadhi ya zilizopo zilikuwa na electrode inayomaliza kwenye kichwa cha juu . Sababu kuu ya kufanya hivyo ilikuwa kuepuka upinzani wa kuvuja kupitia msingi wa tube, hasa kwa pembejeo la gridi ya impedance ya juu. [5] [6] Msingi mara nyingi ulifanywa na insulation ya phenolic ambayo hufanya vizuri kama insulator katika hali ya mvua. Sababu nyingine za kutumia kofia ya juu ni pamoja na kuboresha utulivu kwa kupunguza uwezo wa gridi hadi kwa anode, [7] kuboresha utendaji wa mzunguko wa juu, kutunza voltage ya juu sana kutoka kwenye voltage ya chini, na kupokea umeme zaidi kuliko kuruhusiwa na msingi. Kulikuwa na muundo wa mara kwa mara uliokuwa na uhusiano wa juu wa cap.

Vipande vya kwanza vya utupu vilibadilishwa kutoka kwa balbu za mwanga za mwanga , zenye filament iliyotiwa muhuri katika kivuli bahasha. Wakati wa moto, filament hutoa elektroni katika utupu, mchakato unaoitwa chafu ya thermionic , awali inayojulikana kama "Edison Athari". Electrode ya pili, anode au sahani , itavutia elektroni hizo ikiwa ni voltage zaidi. Matokeo yake ni mtiririko wa wavu wa elektroni kutoka kwenye filament hadi sahani. Hata hivyo, elektroni hawezi kutembea kwa mwelekeo wa nyuma kwa sababu sahani haipatikani na haitoi elektroni. Filament ( cathode ) ina kazi mbili: inatoa elektroni wakati inapokanzwa; na, pamoja na sahani, inajenga shamba la umeme kwa sababu tofauti kati yao. Bomba hiyo yenye electrode mbili tu inaitwa diode , na hutumiwa kurekebishwa . Kwa kuwa sasa inaweza kupita tu katika mwelekeo mmoja, diode kama hiyo (au kurekebisha ) itabadilishana sasa (AC) ya kupitisha hadi DC. Kwa hiyo, diodes zinaweza kutumika katika umeme wa umeme , kama mpangilio wa ishara za redio za amplitude (AM) na kwa kazi sawa.

Vijiko vya mapema vilikuwa vinatumia filament kama cathode, hii inaitwa "tube moja kwa moja". Vipande vya kisasa zaidi "hupokanzwa kwa usahihi" na kipengele cha "heater" ndani ya tube ya chuma ambayo ni cathode. Mchapishaji wa umeme hutengwa na cathode inayozunguka na hutumikia joto kwa cathode kwa kutosha kwa uchafu wa thermionic wa elektroni. Kutengwa kwa umeme kunaruhusu hitilafu zote za tubes kutolewa kutoka mzunguko wa kawaida (ambayo inaweza kuwa AC bila inducing hum) wakati kuruhusu cathodes katika tubes tofauti kufanya kazi katika voltages tofauti. HJ Round alinunua tube isiyokuwa ya joto karibu 1913. [8]

Filaments zinahitaji nguvu za mara kwa mara na nyingi, hata wakati zinaongeza vigezo kwenye kiwango cha microwatt. Nguvu pia hutengana wakati elektroni kutoka kwenye cathode huingia kwenye anode (sahani) na kuiharibu; hii inaweza kutokea hata katika amplifier isiyojificha kutokana na mizunguko ya jaribio muhimu ili kuhakikisha mstari wa mstari na uharibifu wa chini. Katika amplifier nguvu, inapokanzwa hii inaweza kubwa na inaweza kuharibu tube ikiwa inaendeshwa zaidi ya mipaka yake salama. Tangu tube ina utupu, anodes katika zilizopo ndogo na za kati za nguvu hupozwa na mionzi kupitia bahasha ya kioo. Katika baadhi ya matumizi maalum ya nguvu, anode hufanya sehemu ya bahasha ya utupu ili kusababisha joto kwa shimo la nje la joto, kwa kawaida kilichopozwa na jipu, au koti la maji.

Klystrons na magnetrons mara nyingi hutumia anodes zao (huitwa watoza katika klystrons) kwa uwezo wa chini ili kuwezesha baridi, hasa kwa maji, bila insulation high-voltage. Badala hizi hutumika na viwango vya juu vya hasi kwenye filament na cathode.

Isipokuwa kwa diodes, electrodes ya ziada ni nafasi kati ya cathode na sahani (anode). Wale electrode hujulikana kama gridi kwa kuwa sio electrodes imara lakini vipengele vingi kwa njia ya elektroni ambayo inaweza kupitisha njia yao kwenye sahani. Tube utupu ni akijulikana kama triode , tetrode , pentode , nk, kulingana na idadi ya grids. Aina tatu ina electrodes tatu: anode, cathode, na gridi moja, na kadhalika. Gridi ya kwanza, inayojulikana kama gridi ya kudhibiti, (na wakati mwingine grids nyingine) hubadilisha diode ndani ya kifaa kilichodhibitiwa na voltage: voltage inayotumiwa kwenye gridi ya kudhibiti inathiri sasa kati ya cathode na sahani. Wakati uliofanyika hasi kwa heshima ya cathode, gridi ya udhibiti inaunda shamba la umeme ambalo huwachagua elektroni zilizowekwa na cathode, hivyo kupunguza au hata kuacha sasa kati ya cathode na anode. Kwa muda mrefu kama gridi ya kudhibiti ni hasi sawa na cathode, kimsingi hakuna sasa inapita ndani yake, lakini mabadiliko ya volts kadhaa kwenye gridi ya kudhibiti ni ya kutosha kufanya tofauti kubwa katika sahani ya sasa, labda kubadilisha pato kwa mamia ya volts (kulingana na mzunguko). Kifaa kilicho imara kinachofanya kazi kama pipuli ya pentode ni transistor ya jani -athari transistor (JFET), ingawa utupu utupu hufanya kazi kwa zaidi ya volts mia moja, tofauti na semiconductors wengi katika maombi mengi.

Historia na maendeleo

Moja ya balbu ya majaribio ya Edison

Karne ya 19 iliona utafiti unaoongezeka kwa zilizopo zilizosafirishwa, kama vile zilizopo za Geissler na Crookes . Wanasayansi wengi na wavumbuzi ambao walijaribu kwa mihuri hiyo ni Thomas Edison , Eugen Goldstein , Nikola Tesla , na Johann Wilhelm Hittorf . Isipokuwa kwa balbu za mwanga wa mwanzo, zilizopo hizo zilitumika tu katika utafiti wa kisayansi au kama mambo mapya. Msingi uliowekwa na wanasayansi hawa na wavumbuzi, hata hivyo, ulikuwa muhimu kwa maendeleo ya teknolojia inayofuata ya utupu.

Ingawa uchafu wa thermionic ulikuwa ulioripotiwa awali mwaka 1873 na Frederick Guthrie , [9] ilikuwa ni ugunduzi wa Thomas Edison wa kujitegemea wa uzushi mwaka 1883 ambao ulijulikana. Ingawa Edison alikuwa anajua mali isiyo ya kawaida ya mtiririko wa sasa kati ya filament na anode, maslahi yake (na patent [10] ) zilizingatia uelewa wa sasa wa anode hadi kwa sasa kupitia filament (na hivyo joto la filament). Matumizi machache yaliyotengenezwa kwa mali hii (hata hivyo radio za mapema mara nyingi zinatekelezwa udhibiti wa kiasi kwa njia tofauti ya sasa ya filament ya kupanua zilizopo). Ilikuwa tu miaka baadaye John Ambrose Fleming itatumika mali kurekebisha ya diode tube kuchunguza ( demodulate ) mawimbi ya redio, kuboresha kikubwa katika mapema detector cat's-whisker tayari kutumika kwa ajili ya marekebisho.

Hata hivyo amplification halisi na tube ya utupu tu ilifanya kazi na uvumbuzi wa 1907 wa Lee De Forest ya tube ya " audion " ya tatu-terminal, aina isiyo ya kawaida ya kile kilichokuwa kinachokuwa kikao . [11] Kwa kuwa kimsingi amplifier umeme, [12] zilizopo hizo zilikuwa muhimu katika simu ya umbali mrefu (kama vile mstari wa kwanza wa pwani hadi kwa pwani nchini Marekani) na mifumo ya anwani za umma , na ilianzisha mtaalamu mkubwa zaidi na wenye ujasiri teknolojia ya matumizi katika watumaji wa redio na wapokeaji. Mapinduzi ya umeme ya karne ya 20 kwa shaka inaanza na uvumbuzi wa tube triode utupu.

Diodes

Fungu ya kwanza ya Fleming

Mwanafizikia wa Kiingereza John Ambrose Fleming alifanya kazi kama mshauri wa uhandisi kwa makampuni ikiwa ni pamoja na Edison Swan , [13] Edison Namba na Kampuni ya Marconi . Mnamo mwaka wa 1904, kutokana na majaribio yaliyofanyika kwenye mabomu ya athari ya Edison yaliyotokana na Marekani, alianzisha kifaa alichoita "valve ya oscillation" (kwa sababu inapita sasa kwa mwelekeo mmoja tu). Filament kali, au cathode , ilikuwa na uwezo wa thermionic chafu ya elektroni ambazo zitapita katikati ya sahani (au anode ) wakati ulikuwa katika voltage nzuri kwa heshima ya cathode. Hata hivyo, elektroni haikuweza kupitisha mwelekeo wa nyuma kwa sababu sahani haikuwa hasira na hivyo haiwezi uwezo wa uchafu wa elektroni wa elektroni.

Baadaye inayojulikana kama valve ya Fleming , inaweza kutumika kama mpatanishi wa mchanganyiko wa sasa na kama detector ya wimbi la redio. Hii iliboresha sana kuweka kioo ambayo ilirekebisha ishara ya redio kwa kutumia diode ya mapema imara-msingi kulingana na whisker kioo na kinachojulikana cat , mawasiliano ya uhakika kubadilishwa. Tofauti na semiconductors ya kisasa, diode kama hiyo inahitajika kurekebisha maumivu ya kuwasiliana na kioo ili iweze kurekebisha.

Kitengo hicho kilikuwa na kinga kwa vibration, na kwa hiyo kikubwa sana juu ya ushuru wa meli, hasa kwa meli za meli na mshtuko wa moto wa silaha mara nyingi kugonga galena nyeti lakini yenye maridadi kwenye hatua yake nyeti (tube ilikuwa kwa ujumla hakuna nyeti kama detector ya redio , lakini ilikuwa marekebisho ya bure). Pili ya diode ilikuwa mbadala ya kuaminika kwa kuchunguza ishara za redio.

Kama uhandisi wa umeme ulipokuwa juu, hasa wakati wa Vita Kuu ya Pili ya Dunia, kazi hii ya diode ilionekana kama aina moja ya uhamishaji wa madini. Ingawa imara imara na historia, neno "detector" sio la maelezo yenyewe, na inapaswa kuchukuliwa kuwa si wakati.

Vipimo vya nguvu vya diode ya nguvu au watengenezaji wa nguvu walipata njia zao katika matumizi ya nguvu hadi hatimaye kubadilishwa kwanza na seleniamu, na baadaye, na wakubwaji wa silicon katika miaka ya 1960.

Triodes

Triode ya kwanza, Audion ya De Forest, iliyopatikana mwaka wa 1906
Triodes kama walibadilika zaidi ya miaka 40 ya utengenezaji wa bomba, kutoka RE16 mwaka wa 1918 hadi tarehe ya 1960 ya miniature tube
Ishara ya kitatu. Kutoka juu hadi chini: sahani (anode), gridi ya kudhibiti, cathode, heater (filament)

Mwanzoni, matumizi pekee ya zilizopo kwenye mizunguko ya redio ilikuwa ya kusahihisha , sio kuimarisha. Mwaka wa 1906, Robert von Lieben alifungua patent [14] kwa tube ya cathode ray iliyojumuisha uchafuzi wa magnetic. Hii inaweza kutumika kwa kuimarisha ishara ya sauti na ilikuwa na lengo la matumizi katika vifaa vya simu. Baadaye atasaidia kuboresha tube ya utupu wa triode .

Hata hivyo, Lee De Forest anahesabiwa kwa kutengeneza tube ya triode mwaka 1907 akijaribu kuboresha Audion yake ya asili (diode). Kwa kuweka electrode ya ziada kati ya filament ( cathode ) na sahani (anode), aligundua uwezo wa kifaa kilichosababisha kukuza ishara. Kama voltage iliyotumiwa kwenye gridi ya kudhibiti (au tu "gridi ya taifa") ilitupwa kutoka kwa voltage ya cathode kwa voltages kidogo zaidi, kiasi cha sasa kutoka kwa filament hadi sahani kitapunguzwa.

Eneo la umeme linalojitokeza na gridi ya jirani kwenye kamba hiyo inaweza kuzuia sehemu ya elektroni iliyotokana na kupunguza sasa kwa sahani. Hivyo, tofauti ya volt chache kwenye gridi ya taifa ingeweza kufanya mabadiliko makubwa katika sahani ya sasa na inaweza kusababisha mabadiliko makubwa ya voltage kwenye sahani; matokeo yalikuwa ni nguvu na nguvu za kupanua nguvu. Mwaka wa 1908, De Forest ilipewa patent ( US Patent 879,532 ) kwa toleo la tatu la umeme la Audion yake ya awali kwa ajili ya matumizi kama amplifier umeme katika mawasiliano ya redio. Hii hatimaye ilijulikana kama triode.

Kampuni ya General Electric Pliotron, Chemical Heritage Foundation

Kifaa cha asili cha De Forest kilifanywa na teknolojia ya kawaida ya utupu. Uchimbaji haukukuwa "utupu mgumu" lakini badala yake kushoto kiasi kidogo sana cha gesi ya mabaki. Fizikia nyuma ya operesheni ya kifaa pia haijatatuliwa. Gesi ya mabaki inaweza kusababisha mwanga wa bluu (ionization inayoonekana) wakati sahani ya sahani ilikuwa juu (juu ya volts 60). Mwaka wa 1912, De Forest ilileta Audion Harold Arnold katika idara ya uhandisi ya AT & T. Arnold alipendekeza AT & T kununua patent, na AT & T ilifuata mapendekezo yake. Arnold alianzisha zilizopo za utupu zilizopimwa katika majira ya joto ya 1913 kwenye mtandao wa AT & T wa umbali mrefu. [15] Viwango vya juu vya utupu vinaweza kufanya kazi kwenye viwango vya juu vya sahani bila mwanga wa bluu.

Mvumbuzi wa Kifinlandi Eric Tigerstedt aliboresha sana juu ya muundo wa awali wa aina tatu mwaka 1914, wakati akifanya kazi kwenye mchakato wake wa sauti-juu-filamu huko Berlin, Ujerumani. Innovation ya Tigerstedt ilikuwa kufanya mitambo ya electrodes yaliyomo makali na katikati, hivyo kuongeza sana ukusanyaji wa elektroni iliyotengenezwa kwenye anode. [16]

Irving Langmuir katika maabara ya utafiti wa Umeme Mkuu ( Schenectady, New York ) alikuwa ameboresha pampu ya kupitishwa kwa kiwango cha Wolfgang Gaede na kuitumia ili kukabiliana na suala la uchafu wa thermionic na uendeshaji katika utupu. Kwa sababu hiyo, General Electric kuanza kuzalisha utupu triodes ngumu (ambayo walikuwa asili Pliotrons) katika 1915. [ onesha uthibitisho ] Langmuir hati miliki ngumu utupu triode, lakini De Forest na AT & T mafanikio alisema kipaumbele na invalidated patent.

Pliotrons zilifuatiwa kwa karibu na aina ya Kifaransa ' TM ' na baadaye aina ya Kiingereza 'R' ambayo ilikuwa ya kawaida kutumika kwa jeshi la washirika na 1916. Historia, viwango vya utupu katika tubes utupu wa uzalishaji kawaida ilianzia 10 μPa hadi 10 nPa. [17]

Triode na derivatives yake (tetrodes na pentodes) ni vifaa vya transconductance , ambapo signal ya kudhibiti kutumika kwa gridi ya taifa ni voltage , na signal kusababisha amplified itaonekana katika anode ni sasa . Linganisha hii na tabia ya transistor ya bipolar junction , ambapo ishara ya kudhibiti ni ya sasa na pato pia ni ya sasa.

Kwa zilizopo za utupu, transconductance au mwenendo ( g m ) hufafanuliwa kama mabadiliko katika sahani (anode) / cathode sasa imegawanywa na mabadiliko yanayofanana katika gridi ya kupima voltage, na sahani ya mara kwa mara (anode) ili kupata voltage. Maadili ya g m kwa tube ndogo ya sindano ya utupu ni 1 hadi 10 millisiemens. Ni mojawapo ya 'vipindi' vitatu vya tube ya utupu, wengine wawili ni faida yake μ na upinzani wa sahani R p au R a . Equation Van der Bijl inafafanua uhusiano wao kama ifuatavyo:

Tabia isiyo ya kawaida ya uendeshaji wa triode ilisababisha mapema amplifiers audio tube kuonyesha maonyesho ya harmonic kwa kiasi cha chini. Plotting sahani ya sasa kama kazi ya gridi ya gridi iliyotumiwa, ilionekana kuwa kuna aina nyingi za voltage za gridi ambazo sifa za uhamisho zilikuwa zinazolingana.

Kutumia aina hii, voltage mbaya ya upendeleo ilipaswa kutumika kwenye gridi ya taifa ili kuweka nafasi ya uendeshaji wa DC katika eneo linalo. Hii ilikuwa inajulikana kama hali ya uvivu, na sasa sahani ya sasa ni "isiyokuwa ya sasa". Voltage kudhibiti ilikuwa kubwa juu ya voltage ya upendeleo, kusababisha tofauti ya mstari wa sahani sasa katika kukabiliana na tofauti tofauti na hasi ya voltage pembejeo karibu na hatua hiyo.

Dhana hii inaitwa upendeleo wa gridi . Seti nyingi za redio za awali zilikuwa na betri ya tatu inayoitwa "C betri" (isiyohusiana na seli ya sasa ya C , ambayo barua hiyo inaashiria ukubwa na sura yake). Terminal ya chini ya chini ilikuwa imeshikamana na cathode ya zilizopo (au "ardhi" katika duru nyingi) na ambayo terminal hasi imetoa voltage hii ya upendeleo kwenye grids ya zilizopo.

Baada ya mzunguko, baada ya mikoba ilifanywa na hitilafu zilizojitenga na cathodes zao, kutumika cathode biasing , kuepuka haja ya tofauti hasi nguvu. Kwa kupendeza kwa cathode, kupinga kwa thamani ya chini kunaunganishwa kati ya cathode na ardhi. Hii inafanya cathode chanya kwa heshima na gridi ya taifa, ambayo ni chini ya uwezo wa DC.

Hata hivyo, betri za C ziliendelea kuingizwa katika vifaa vingine hata wakati betri za "A" na "B" zilibadilishwa na nguvu kutoka kwa mikono ya AC. Hiyo ilikuwa inawezekana kwa sababu kulikuwa hakuna kuteka kwa sasa juu ya betri hizi; Kwa hiyo wangeweza kuishi kwa miaka mingi (mara nyingi zaidi kuliko mizizi yote) bila kuhitaji nafasi.

Wakati triodes zilipotumiwa kwanza kwenye wahamishaji wa redio na wapokeaji, iligundua kwamba hatua za kupitishwa kwa kupanua zilikuwa na tabia ya kusitisha isipokuwa faida yao ilikuwa ndogo sana. Hii ilikuwa kutokana na capacitance ya vimelea kati ya sahani (pato la amplifier) ​​na gridi ya kudhibiti (pembejeo ya amplifier), inayojulikana kama uwezo wa Miller .

Hatimaye mbinu ya neutralization ilitengenezwa ambako transformer RF iliyounganishwa kwenye sahani (anode) ingekuwa ni pamoja na upepo wa ziada katika awamu ya kinyume. Upepo huu ungeunganishwa kwenye gridi ya taifa kwa njia ya capacitor ndogo, na wakati wa kurekebishwa vizuri bila kufuta uwezo wa Miller. Mbinu hii ilitumika na kusababisha ufanisi wa redio ya Neutrodyne wakati wa miaka ya 1920. Hata hivyo, neutralization inahitajika marekebisho makini na kuthibitishwa haifai wakati kutumika juu ya mbalimbali ya frequency.

Tetrodes na pentodes

Ishara ya Tetrode. Kutoka juu hadi chini: sahani (anode), gridi ya screen, gridi ya kudhibiti, cathode, heater (filament)

Ili kupambana na matatizo ya utulivu na faida ndogo ya voltage kutokana na athari ya Miller , mwanafizikia Walter H. Schottky alinunua tube ya tetrode mwaka wa 1919. [18] Alionyesha kwamba kuongeza ya gridi ya pili, iliyo kati ya gridi ya kudhibiti na sahani ( anode), inayojulikana kama gridi ya screen , inaweza kutatua matatizo haya. ("Screen" katika kesi hii inahusu "uchunguzi" umeme au kuzuia, si ujenzi wa kimwili: wote "gridi" electrodes kati ya cathode na sahani ni "skrini" ya aina fulani badala ya electrodes imara tangu lazima kuruhusu kifungu cha elektroni moja kwa moja kutoka cathode hadi sahani). Voltage chanya kidogo kuliko sahani (anode) voltage ilitumika kwa hilo, na ilikuwa kupunguzwa (kwa high frequencies) chini na capacitor. Mpangilio huu ulipungua kwa anode na gridi ya udhibiti , kimsingi kuondokana na uwezo wa Miller na matatizo yanayohusiana. Kwa hiyo, faida kubwa ya voltage kutoka tube moja iliwezekana, kupunguza idadi ya zilizopo zinazohitajika katika nyaya nyingi. Tube hii ya gridi mbili inaitwa tetrode , maana ya electrodes nne, na ilikuwa ya kawaida kwa 1926.

Kwa maadili fulani ya sahani ya sahani na ya sasa, curves ya tabia ya tetrode hupigwa kwa sababu ya chafu ya sekondari.

Hata hivyo, tetrode ilikuwa na tatizo moja jipya. Katika tube yoyote, elektroni hupiga anode yenye nishati ya kutosha ili kusababisha uchafu wa elektroni kutoka kwenye uso wake. Katika triode hii kinachojulikana chafu ya sekondari ya elektroni sio muhimu kwa sababu ni re-alitekwa tena na anode zaidi (sahani). Lakini katika tetrode zinaweza kukamatwa na gridi ya screen (hivyo pia hufanya kama anode) kwa vile pia ni kwenye voltage ya juu, hivyo kuiba yao kutoka sahani ya sasa na kupunguza amplification ya kifaa. Kwa kuwa elektroni za sekondari zinaweza kupungua zaidi elektroni za msingi, katika hali mbaya zaidi, hasa kama safu ya voltage ya sahani chini ya voltage ya skrini, sasa sahani inaweza kupungua kwa kuongeza voltage ya sahani. Hii ni kinachojulikana kama "tetrode kink" na ni mfano wa kupinga hasi ambayo inaweza kusababisha sababu ya kutokuwa na utulivu. [19] upinzani usiofaa usiofaa ulikuwa unatumiwa ili kuzalisha mzunguko rahisi sana wa oscillator unaohitaji tu uhusiano wa sahani kwenye mzunguko wa LC resonant ili kufuta; hii ilikuwa yenye ufanisi juu ya kiwango kikubwa cha mzunguko. Kwa hiyo kinachoitwa dynatron oscillator kilifanya kazi kwenye kanuni sawa ya upinzani usiofaa kama mtambo wa kisasa cha kisasa cha miaka kadhaa baadaye. Matokeo mengine yasiyofaa ya utoaji wa sekondari ni kwamba katika hali mbaya sana malipo yanaweza kutokea kwenye gridi ya skrini ili kuimarisha na kuiharibu. Baadaye tetrodes alikuwa na anodes kutibiwa ili kupunguza chafu sekondari; mapema kama vile aina 77 mkali-cutoff pentode kushikamana kama tetrode alifanya dynatrons bora.

Suluhisho lilikuwa ni kuongeza gridi nyingine kati ya gridi ya screen na anode kuu, inayoitwa gridi ya kukandamiza (kwani iliondoa sasa chafu ya sekondari kuelekea gridi ya skrini). Gridi hii ilifanyika kwenye voltage ya cathode (au "ardhi") na voltage yake hasi (kuhusiana na anode) elektroni iliyopinduliwa kwa umeme ili waweze kukusanywa na anode baada ya yote. Hii tube ya gridi tatu inaitwa pentode , maana ya electrodes tano. Pentode ilianzishwa mwaka wa 1926 na Bernard DH Tellegen [20] na kwa kawaida ilipendekezwa juu ya tetrode rahisi. Pentodes hufanywa katika madarasa mawili: wale walio na gridi ya kukandamiza wired ndani ya cathode (kwa mfano EL84 / 6BQ5) na wale walio na gridi ya kukandamiza wired kwa pete tofauti kwa upatikanaji wa mtumiaji (kwa mfano 803, 837). Suluhisho mbadala kwa ajili ya matumizi ya nguvu ni tetrode boriti au "bomba nguvu tube", kujadiliwa hapa chini.

Vipimo vya Multifunction na multisection

Mpangilio wa pentagrid ulikuwa na gridi tano kati ya cathode na sahani (anode).

Wapokeaji wa Superheterodyne wanahitaji oscillator na mchanganyiko wa ndani , pamoja na kazi ya tube moja ya kubadilisha pentagrid . Mbinu mbalimbali kama vile kutumia mchanganyiko wa triode na hexode na hata octode imetumiwa kwa kusudi hili. Grids ziada ni pamoja na grids zote kudhibiti (kwa uwezo wa chini) na grids screen (kwa voltage high). Miundo mingi ilitumia gridi ya skrini hiyo kama anode ya ziada ili kutoa maoni kwa kazi ya oscillator, ambayo sasa imeongezwa kwa ile ya ishara ya mzunguko wa redio. Mpangilio wa pentagrid iliwahi kutumika sana katika wapokeaji wa AM pamoja na toleo la miniature la " All American Five ". Oktoba kama vile 7A8 hazikutumiwa mara kwa mara huko Marekani, lakini zaidi ya kawaida katika Ulaya, hasa katika radio zilizoendeshwa na betri ambapo matumizi ya chini ya nguvu yalikuwa faida.

Ili kupunguza gharama na utata wa vifaa vya redio, miundo miwili tofauti (triode na pentode kwa mfano) inaweza kuunganishwa katika wingi wa tube moja ya mzunguko. Mfano wa awali ilikuwa Loewe 3NF . Kifaa hicho cha 1920 kilikuwa na triod tatu katika bahasha moja ya kioo pamoja na capacitors wote na fasors zinazohitajika kufanya redio kamili. Kama vile Loewe alivyokuwa na tundu moja tu ya tube, iliweza kuondokana na ushindani tangu, Ujerumani, kodi ya serikali ililipwa na idadi ya matako. Hata hivyo, kuaminika kuliathirika, na gharama za uzalishaji kwa tube zilikuwa kubwa zaidi. Kwa maana, haya yalikuwa sawa na nyaya za jumuishi. Nchini Marekani, Kartart ilizalisha kwa kifupi "Multivalve" triple triple kutumika katika Emerson Baby Grand receiver. Hitilafu hii ya Emerson pia ilikuwa na tundu moja ya tube, lakini kwa sababu ilitumia msingi wa pini nne, uhusiano wa kipengele cha ziada ulifanywa kwenye jukwaa la "mezzanine" juu ya msingi wa tube.

Mnamo mwaka wa 1940 zilizopo nyingi zilikuwa za kawaida. Kulikuwa na vikwazo, hata hivyo, kwa sababu ya ruhusa na masuala mengine ya leseni (tazama Chama cha Uingereza cha Valve ). Vikwazo kutokana na idadi ya pini za nje (huongoza) mara nyingi hulazimisha kazi za kushiriki baadhi ya uhusiano wa nje kama vile uhusiano wao wa cathode (pamoja na uhusiano wa joto). Aina ya RCA 55 ilikuwa triode mbili mara mbili kutumika kama detector, rectifier udhibiti wa kupata moja kwa moja na preamplifier audio katika rasilimali za kwanza za AC powered. Kazi hizi mara nyingi zinajumuisha Pato la Sauti za Dual Triode Triode. Aina nyingine ya kwanza ya tube ya sehemu mbalimbali, 6SN7 , ni "aina mbili" ambayo hufanya kazi za mizigo miwili ya triode, huku ikichukua nusu kama nafasi kubwa na gharama ndogo. 12AX7 ni mbili "high mu" (high voltage gain [21] [22] [23] ) triode katika enclosure miniature, na kutumika sana katika amplifiers signal signal, vyombo, na amplifiers ya gitaa .

Kuanzishwa kwa msingi wa tube ndogo (angalia hapo chini) ambayo inaweza kuwa na pini 9, zaidi kuliko hapo awali, iliruhusu nyingine zilizopo sehemu nyingi za kuingizwa, kama vile 6GH8 / ECF82 triode-pentode, maarufu sana katika kupokea televisheni. Tamaa ya kuingiza kazi zaidi katika bahasha moja ilisababisha General Electric Compactron ambayo ilikuwa na pini 12. Mfano wa kawaida, 6AG11, uli na triod mbili na diodes mbili.

Baadhi ya zilizopo za kawaida vingine haziingii katika makundi ya kawaida; 6AR8, 6JH8 na 6ME8 walikuwa na grids kadhaa, ikifuatiwa na jozi ya electrodes ya deflection ya boriti ambayo imepoteza sasa kuelekea aidha ya anodes mbili. Ilikuwa wakati mwingine inajulikana kama tube ya 'bomba la shaba', na ilitumiwa kwenye seti za rangi za rangi kwa ajili ya uharibifu wa rangi . Ya 7360 sawa ilikuwa maarufu kama modulator ya SSB (de) ya usawa.

Vipimo vya nguvu za boriti

6L6 zilizopo katika bahasha za kioo

Nguvu ya nguvu ya boriti kawaida ni tetrode na kuongeza ya electrodes ya boriti, ambayo huchukua nafasi ya gridi ya kukandamiza. Sahani hizi za angled (sio kuchanganyikiwa na anode ) zinazingatia mkondo wa elektroni kwenye matangazo fulani kwenye anode ambayo inaweza kuhimili joto inayotokana na athari za idadi kubwa ya elektroni, huku pia kutoa tabia ya pentode. Msimamo wa vipengele katika bomba la nguvu ya boriti hutumia mpango unaoitwa "jiometri muhimu", ambayo hupunguza "tetrode kink", sahani ili kudhibiti capacitance ya gridi ya taifa, sasa ya gridi ya screen, na chafu ya sekondari kutoka kwa anode, na hivyo kuongeza nguvu ya uongofu ufanisi. Gridi ya kudhibiti na gridi ya screen pia hujeruhiwa na lami sawa, au namba ya waya kwa inchi. Grids mbili zimewekwa ili gridi ya udhibiti itaunda "karatasi" za elektroni ambazo hupita kati ya waya za skrini-skrini. Wao wamejiunga kuwa equidistant kutoka, sema, chini ya tube.

Kuweka waya za gridi pia husaidia kupunguza skrini ya sasa, ambayo inawakilisha nishati iliyopotea. Programu hii inasaidia kuondokana na vikwazo vya vitendo vya kubuni nguvu zilizopo nguvu, zilizo na uwezo mkubwa wa ufanisi. Wahandisi wa EMI Cabot Bull na Sidney Rodda walitengeneza muundo ambao ulikuwa 6L6 , wa kwanza tube maarufu wa boriti, ulioanzishwa na RCA mwaka wa 1936 na baadaye mihuri iliyopo katika Ulaya KT66 , KT77 na KT88 iliyofanywa na kampuni ndogo ya GEC ya Marconi-Osram ( KT imesimama kwa "Kinkless Tetrode").

"Operesheni ya Pentode" ya vijiko vya nguvu ya boriti mara nyingi huelezwa katika vitabu vya wazalishaji na karatasi, na kusababisha machafuko katika neno la mwisho. Hao pentodes, bila shaka.

Tofauti za muundo wa 6L6 bado hutumiwa sana katika amplifiers ya gitaa ya tube, na kuifanya mojawapo ya familia za kifaa cha elektroniki cha muda mrefu zaidi katika historia. Mikakati hiyo ya kubuni hutumiwa katika ujenzi wa tetrodes kubwa ya kauri iliyotumiwa katika wasambazaji wa redio.

Vipimo vya nguvu za bomba vinaweza kushikamana kama triod kwa ubora wa sauti bora wa sauti lakini kwa hali ya triode kutoa utoaji wa nguvu kwa kiasi kikubwa.

Gas kujazwa mirija

Gas kujazwa mirija kama vile mirija kutokwa na baridi cathode mirija si ngumu utupu zilizopo, ingawa ni daima kujazwa na gesi kwa kasi chini ya usawa wa bahari anga shinikizo. Aina kama vile tube ya mzunguko wa voltage na thyratron hufanana na zilizopo za utupu na zinafaa katika soketi zilizopangwa kwa zilizopo za utupu. Mchanganyiko wa rangi ya machungwa, nyekundu, au rangi ya zambarau wakati wa operesheni inaonyesha kuwepo kwa gesi; elektroni zinazoingia katika utupu hazizalishi mwanga ndani ya eneo hilo. Aina hizi bado zinaweza kutumiwa kama "zilizopo za elektroni" kama zinavyofanya kazi za elektroniki. Wakubwaji wa nguvu hutumia mvuke wa zebaki kufikia kushuka kwa chini ya voltage kuliko zilizopo high-utupu.

Subminiature CV4501 tube (SQ version ya EF72), mm 35 mm mrefu x 10mm kipenyo (bila kuongoza)

Vipimo vya miniature

Vipimo vya mapema vilikuwa vinatumia bahasha ya kioo au kioo kwenye msingi wa bakelite wa kuhami. Mnamo mwaka wa 1938, mbinu ilianzishwa kutumikia ujenzi wa kioo [24] na pini zilizopigwa katika msingi wa kioo wa bahasha. Hii ilitumiwa katika muundo wa mstari mdogo wa tube, unaojulikana kama tube ndogo, yenye pini 7 au 9. Kufanya vidogo vidogo vidogo vimepunguza voltage ambapo wangeweza kufanya kazi kwa usalama, na pia kupunguzwa kwa nguvu ya uharibifu wa filament. Vipimo vidogo vilikuwa vikubwa katika matumizi ya watumiaji kama vile redio za redio na amplifiers hi-fi. Hata hivyo kubwa mitindo wakubwa iliendelea kutumika hasa kama juu ya nguvu rectifiers , katika hatua ya juu ya nguvu audio pato na kama kupeleka zilizopo.

RCA 6DS4 "Nuvistor" huzunguka, karibu 20 mm juu na kipenyo cha 11 mm

Vipimo vya chini vya kawaida vinavyotumiwa na sigara nusu vinatumiwa katika amplifiers ya kusikia. Vipande hivi havikuwa na pini zimeingia ndani ya tundu lakini zilikuwa zimefungwa. " Tiba ya acorn " (iliyoitwa kwa sababu ya sura yake) pia ilikuwa ndogo sana, kama ilivyokuwa ya RCA nuvistor iliyokuwa na chuma iliyopatikana mwaka wa 1959, kuhusu ukubwa wa thimble . Nyota hiyo ilitengenezwa kushindana na transistors mapema na kuendeshwa kwa frequency zaidi kuliko wale transistors mapema inaweza. Ukubwa mdogo umetumika sana kazi ya juu ya mzunguko; nyota zilizotumiwa katika tuners za televisheni za UHF na baadhi ya vifaa vya redio vya HiFi FM (Sansui 500A) hadi kubadilishwa na transistors yenye uwezo wa juu-frequency.

Uboreshaji katika ujenzi na utendaji

Ufungaji wa kibiashara kwa zilizopo za utupu zilizotumiwa katika nusu ya mwisho ya karne ya 20 ikiwa ni pamoja na masanduku ya mikoba ya mtu binafsi (chini ya kulia), sleeves kwa safu ya masanduku (kushoto), na mifuko ya kwamba zilizopo ndogo zitawekwa na kuhifadhi juu ya ununuzi (juu haki)

Vipimo vya kwanza vya utupu vilikuwa sawa na balbu za taa za mwanga na zilifanywa na wazalishaji wa taa, ambao walikuwa na vifaa vinavyohitajika kutengeneza bahasha za kioo na pampu za utupu zinazohitajika kuondokana na vifungo. De Forest alitumia pampu ya uhamisho wa zebaki ya Heinrich Geissler , ambayo iliacha nyuma ya utupu wa sehemu. Uendelezaji wa pampu ya kufutwa mwaka wa 1915 na kuboresha kwa Irving Langmuir uliongozwa na maendeleo ya zilizopo high-utupu. Baada ya Vita vya Kwanza vya Ulimwenguni, wazalishaji maalumu kutumia mbinu za ujenzi zaidi za uchumi zilianzishwa ili kujaza mahitaji ya ongezeko la watangazaji. Kuweka filaments za tungsten zinaendeshwa kwa joto la karibu 2200 ° C. Uboreshaji wa filaments zilizochomwa na oksidi katikati ya miaka ya 1920 ilipunguza joto la uendeshaji wa filament kwa joto nyekundu (karibu 700 ° C), ambalo limepunguza kupotosha kwa joto la muundo wa tube na kuruhusu nafasi ya karibu ya vipengele vya tube. Hiyo pia imeboresha faida ya tube, kwa kuwa faida ya triode ni sawa na tofauti na nafasi kati ya gridi na cathode. Kuweka filaments za tungsten zinabakia kutumika katika vidogo vidogo vya kupitisha lakini hupungua na huwa na fracture ikiwa hushughulikiwa kwa kiasi kikubwa - kwa mfano katika huduma za posta. Hizi zilizopo zinafaa zaidi kwa vifaa vya stationary ambapo athari na vibration hazipo.

Moja kwa moja moto cathodes

Tamaa ya kuimarisha vifaa vya umeme kwa kutumia nguvu za maambukizi ya AC ilikabili ugumu kwa kuzingatia nguvu za filaments za vijiko, kama vile vile vile zilikuwa cathode ya kila tube. Kuwezesha filaments moja kwa moja kutoka kwa transformer ya nguvu huleta maumbo-frequency (50 au 60 Hz) hum katika hatua za sauti. Uvumbuzi wa "cathode equipotential" imepunguza tatizo hili, na filaments zinazotumiwa na uwiano wa nguvu wa nguvu za transfoma wa AC ikiwa na bomba la kituo cha msingi.

Suluhisho la juu, na moja ambayo kuruhusiwa kila cathode "float" kwa voltage tofauti, ilikuwa ya cathode isiyosababishwa mkali: silinda ya nickel iliyochomwa oksidi alifanya kama electron-emitting cathode, na alikuwa umeme mbali na filament ndani yake . Cathodes isiyosababishwa yenye joto huwezesha mzunguko wa cathode kutengwa na mzunguko wa joto. Filament, tena haiunganishwa umeme kwa umeme wa tube, ikajulikana tu kama "heater", na inaweza pia kuwezeshwa na AC bila utangulizi wowote wa hum. [25] Katika miaka ya 1930 moja kwa moja moto uliojaa cathode zilizopo zikaenea katika vifaa vya kutumia nguvu za AC. Vipimo vya cathode zilizopatikana kwa moja kwa moja ziliendelea kutumiwa sana katika vifaa vya betri-nishati kama filaments zao zilihitaji nguvu kidogo sana kuliko joto linalohitajika na cathodes isiyosababishwa moto.

Vipande vilivyotengenezwa kwa ajili ya maombi ya sauti ya juu yanaweza kuwa na waya za kupumua ili kufuta mashamba yaliyopoteza ya umeme, mashamba ambayo yanaweza kushawishi hum katika nyenzo za programu.

Hitilafu zinaweza kuwezeshwa na mbadala ya sasa (AC) au moja kwa moja ya sasa (DC). DC mara nyingi hutumiwa ambapo hum chini huhitajika.

Tumia katika kompyuta za kompyuta

Kamera ya 1946 ya ENIAC ilitumia vijiko vya utupu 17,468 na zinazotumiwa kW 150 za nguvu

Vipu vya utupu hutumiwa kama swichi zinazotengenezwa kwa kompyuta ya kwanza kwa mara ya kwanza, lakini gharama na muda mfupi sana wa kushindwa kwa zilizopo zilikuwa zinazolenga sababu. [26] "Hekima ya kawaida ilikuwa kwamba valves-ambazo, kama balbu za mwanga, zilikuwa na filament inayowaka moto-haitatumika kamwe kwa kuridhisha kwa idadi kubwa, kwa sababu haikuwa na uhakika, na katika ufungaji kubwa sana wangeweza kushindwa kwa muda mfupi sana wakati ". [27] Tommy Flowers , ambaye baadaye aliumba Colossus , "aligundua kwamba, kwa muda mrefu kama valves zilipigwa na kushoto, zinaweza kufanya kazi kwa uaminifu kwa muda mrefu sana, hasa kama 'joto' lao lilikuwa linatumika sasa." [27] Mwaka wa 1934 Maua yalijenga ufungaji wa majaribio mafanikio kwa kutumia mihuri zaidi ya 3,000 katika modules ndogo za kujitegemea; wakati tube imeshindwa, ilikuwa inawezekana kuzima moduli moja na kuweka wengine kwenda, na hivyo kupunguza hatari ya kushindwa kwa mwingine tube; ufungaji huu ulikubaliwa na Ofisi ya Posta (ambao waliendesha biashara ya simu). Maua pia alikuwa waanzilishi wa kutumia zilizopo kwa kasi sana (ikilinganishwa na vifaa vya umeme) vya swichi za elektroniki . Kazi ya baadaye ilithibitisha kuwa tube isiyoaminika haikuwa kama suala kubwa kama ilivyoaminika kwa ujumla; ENIAC ya 1946, yenye mizizi zaidi ya 17,000, ilikuwa na kushindwa kwa tube (ambayo ilichukua dakika 15 ili kuipata) kwa wastani kila siku mbili. Ubora wa zilizopo ulikuwa ni sababu, na ugawanyiko wa watu wenye ujuzi wakati wa Vita Kuu ya Pili ya Dunia ilipunguza kiwango cha jumla cha zilizopo. [28] Wakati wa vita Colossus ilikuwa muhimu katika kuvunja kanuni za Ujerumani. Baada ya vita, maendeleo yaliendelea na kompyuta zilizopangwa na tube ikiwa ni pamoja na, kompyuta za kijeshi ENIAC na Whirlwind , Marko 1 ya Ferranti (kompyuta ya kwanza ya kibiashara iliyopo kibiashara), na UNIVAC I , pia inapatikana kwa biashara.

Colossus

Colossus ya Maua na mrithi wake Colossus Mk2 yalijengwa na Uingereza wakati wa Vita Kuu ya II ili kuharakisha kazi ya kuvunja kiwango cha juu cha Ujerumani cha Lorenz . Kutumia takribani 1,500 za utupu (2,400 kwa Mk2), Colossus alibadilisha mashine ya awali kulingana na relay na mabadiliko ya mantiki ( Heath Robinson ). Colossus alikuwa na uwezo wa kuvunja katika sura ya masaa ujumbe ambao hapo awali ulichukua wiki kadhaa; pia ilikuwa ya kuaminika zaidi. [27] Colossus ilikuwa matumizi ya kwanza ya zilizopo za utupu zinazofanya kazi katika tamasha kwa kiasi kikubwa kwa mashine moja. [27]

Mara Colossus ilijengwa na imewekwa, iliendelea mbio, inayotumiwa na jenereta mbili za redelant za dizeli, ugavi wa mauti ya wakati wa vita unachukuliwa kuwa hauna uhakika. Wakati pekee uliozima ulikuwa ni uongofu kwa Mk2, ambao uliongeza zilizopo zaidi. Tisa nyingine ya Colossus Mk2 ilijengwa. Kila Mk2 ilitumia kilowatts 15; Nguvu nyingi zilikuwa kwa hita za tube.

Ujenzi wa Colossus ulianza mwaka wa 1996; ilibadilishwa kwa Config2 Mk2 mwaka 2004; ilipata ufunguo wa kipindi cha vita cha Kijerumani ciphertext mwaka 2007. [29]

Whirlind na "maalum-quality" tubes

Ili kukidhi mahitaji ya kuaminika ya Whirlwind ya kompyuta ya Marekani ya 1951 ya Marekani, "tubuni maalum" zilizo na maisha ya kupanuliwa, na cathode ya kudumu kwa muda mrefu, zilizalishwa. Tatizo la muda mfupi wa maisha lilifuatiwa kwa kuhama kwa silicon , kutumika katika alloy tungsten ili kufanya waya ya heater rahisi kuteka. Kutokomeza silicon kutoka alloy heater waya (na mara kwa mara badala ya waya kuchora akifa ) kuruhusiwa uzalishaji wa zilizopo waliokuwa kuaminika kutosha kwa ajili ya mradi Whirlwind. Vipande vilivyotengenezwa kwa Whirlwind vilitumiwa baadaye katika mfumo mkubwa wa kompyuta wa ulinzi wa hewa wa SAGE . Kompyuta za SAGE zilikuwa na vipimo viwili, pamoja na kazi moja, na nyingine katika kusubiri. Ili kupata uwezo wa kushindwa kwa tube katika kompyuta iliyosimama, vikwazo vya joto hupunguzwa, ambayo imesababisha kushindwa kwa zilizopo ambazo vinginevyo hazikufaulu katika huduma. Kompyuta hizi ziliendelea katika huduma baada ya kompyuta nyingine za tube zilipandishwa.

Vipu vya usafi na viatu vya kickel vilivyo na usafi bila vifaa vya kutosha (kama vile silicates na alumini) pia huchangia maisha ya muda mrefu. Ya kwanza ya "tube ya kompyuta" ilikuwa Sylvania ya 7AK7 ya 1948. Kompyuta zilikuwa vifaa vya kwanza vya bomba vya kukimbia zilizopo kwenye cutoff (voltage ya kutosha ya gridi ya kutosha iliwazuie kusitisha kwa muda). Wakati grids yao ikawa mbaya, hawakuweza kufanya. Wakati wa moto lakini usio na uendeshaji, safu ya kuhami ("cathode interface") imeendelezwa kati ya sleeve ya nickel na mipako ya oksidi. Nini kilichoelezwa hapo juu kiliponya tatizo hili.

Kufikia mwishoni mwa miaka ya 1950 ilikuwa ni kawaida kwa zilizopo za ubora ndogo za signal ili kudumu kwa mamia ya maelfu ya masaa, ikiwa zinaendeshwa kwa hiari. Kuegemea kwa kuongezeka huku pia kulifanya vifungu vya katikati ya cable kwenye nyaya za manowari iwezekanavyo.

Kizazi cha joto na baridi

Anode (sahani) ya triode hii ya kupeleka imetengenezwa ili kuenea hadi joto la 500 W

Kiasi kikubwa cha joto kinatengenezwa wakati mizizi inafanya kazi, kutoka kwa filament (heater) lakini pia kutoka kwenye mto wa elektroni unaokimbia sahani. Katika nguvu za amplifiers chanzo hiki cha joto kitazidisha nguvu kutokana na kupokanzwa kwa cathode. Aina chache za kibali cha kibali cha bomba na anodes katika joto nyekundu nyekundu; kwa aina nyingine, joto nyekundu linaonyesha overload kali.

Mahitaji ya kuondolewa kwa joto yanaweza kubadili kwa kiasi kikubwa kuonekana kwa zilizopo za nguvu za utupu. Amplifiers ya sauti na nguvu za kurejesha nguvu zinahitaji bahasha kubwa ili kuondokana na joto. Kupeleka zilizopo inaweza kuwa kubwa sana.

Joto hukimbia kifaa na mionzi ya mwili mweusi kutoka kwa anode (sahani) kama mionzi ya infrared, na kwa kuhamisha hewa juu ya bahasha ya bomba. [30] Convection haipatikani katika zilizopo nyingi tangu anode imezungukwa na utupu.

Vipu vinavyozalisha joto kidogo, kama vile vilivyokuwa vya moto-joto vya 1.4-volt ambavyo vinatumiwa kwa matumizi ya vifaa vya betri, mara nyingi huwa na anodes yenye chuma. 1T4, 1R5 na 1A7 ni mifano. Vipu vya kujazwa na gesi kama vile vitunguu vinaweza pia kutumia anode ya chuma yenye shiny, kwani gesi iliyopo ndani ya tube inaruhusu kondomu ya convection kutoka kwa anode hadi kioo kilichofungwa.

Anode mara nyingi inatibiwa ili kuifanya uso wake usiwe na nishati zaidi ya infrared. Nguvu za amplifier za nguvu zinaundwa na anodes za nje ambazo zinaweza kupozwa na convection, hewa ya kulazimishwa au kuenea maji. Kilo kilichopozwa na kilo 80, 1.25 MW 8974 ni kati ya zilizopo kubwa zaidi za biashara zinazopatikana leo.

Katika tube iliyopozwa na maji, voltage ya anode inaonekana moja kwa moja juu ya uso wa maji baridi, na hivyo inahitaji maji kuwa kioevu cha umeme ili kuzuia uvujaji wa voltage kupitia maji ya baridi kwenye mfumo wa radiator. Maji kama kawaida hutolewa ina ions ambayo inafanya umeme; maji deionized , insulator nzuri, inahitajika. Mifumo hiyo huwa na kufuatilia maji ya kujitengeneza ambayo itafunga usambazaji wa mvutano wa juu ikiwa mwenendo unakuwa wa juu sana.

Gridi ya screen inaweza pia kuzalisha joto kubwa. Vikwazo vya kuangamiza kwa gridi ya taifa, pamoja na upunguzaji wa sahani, zimeorodheshwa kwa vifaa vya nguvu. Ikiwa haya yamezidishwa basi kushindwa kwa tube ni uwezekano.

Vifurushi vya Tube

Vijiko vya chuma vinavyo na mabango ya octal
High nguvu GS-9B triode kupeleka tube na kuzama joto chini.

Vipuri vya kisasa zaidi vina bahasha za kioo, lakini chuma, fartini ( silika ) na kauri pia zimekuwa zimetumiwa. Toleo la kwanza la 6L6 lilitumia bahasha ya chuma iliyofunikwa na shanga za kioo, wakati disk ya kioo iliyochanganywa na chuma ilitumika katika matoleo ya baadaye. Chuma na kauri hutumiwa karibu tu kwa mikoba ya nguvu juu ya uharibifu wa kW 2. Nuvistor ilikuwa tube ya kupokea kisasa kwa kutumia mfuko mdogo sana wa chuma na kauri.

Mambo ya ndani ya zilizopo daima wameunganishwa na mzunguko wa nje kupitia pini kwenye msingi wao ambao huziba ndani ya tundu. Vipimo vilivyotengenezwa vilikuwa vimezalishwa kwa kutumia waya inayoongoza badala ya mifuko, hata hivyo haya yalikuwa yamezuia maombi maalum zaidi. Mbali na uhusiano chini ya tube, triodes wengi mapema kushikamana gridi ya taifa kutumia cap chuma juu ya tube; hii inapunguza capacitance iliyopotea kati ya gridi na sahani inayoongoza. Vipu vya Tube vilitumiwa pia kwa uunganisho wa sahani (anode), hususan katika kupeleka zilizopo na zilizopo kwa kutumia high voltage sahani.

Vipu vya nguvu-kama vile kutuma zilizopo zina vifurushi vilivyopangwa zaidi ili kuongeza uhamisho wa joto. Katika baadhi ya zilizopo, bahasha ya chuma pia ni anode. 4CX1000A ni tube ya nje ya anode ya aina hii. Air hupigwa kwa njia ya mapafu yaliyounganishwa na anode, hivyo hupunguza. Vipimo vya nguvu kutumia mpango huu wa kupumua hupatikana hadi kufikia 150 kW kusambazwa. Zaidi ya kiwango hicho, baridi ya mvua ya maji au maji hutumiwa. Bomba la nguvu zaidi linapatikana sasa ni Eimac 4CM2500KG, nguvu ya kulazimishwa ya maji iliyopozwa na tetrode inayoweza kuondokana na megawati 2.5. [31] Kwa kulinganisha, transistor kubwa ya nguvu inaweza tu kupungua kwa kilowatt 1.

Majina

Jina la generic "valve [thermionic]" ambalo linatumika nchini Uingereza linatokana na mtiririko wa sasa unidirectional unaoruhusiwa na kifaa cha kwanza kabisa, diode ya thermionic inatoa umeme kutoka kwa filament yenye joto, kwa kulinganisha na valve isiyo ya kurudi kwenye bomba la maji. [32] Majina ya Marekani "tube ya utupu", "elektroni tube", na "tube thermionic" yote yanaelezea bahasha tubular ambayo imekuwa evacuated ("utupu"), ina heater, na udhibiti wa elektroni mtiririko.

Katika matukio mengi wazalishaji na kijeshi walitoa maagizo ya mihuri ambayo hakuwa na maana juu ya madhumuni yao (kwa mfano, 1614). Katika siku za mwanzo baadhi ya wazalishaji walitumia majina ya wamiliki ambao yanaweza kufikisha habari fulani, lakini tu kuhusu bidhaa zao; KT66 na KT88 walikuwa "K inkless T etrodes". Baadaye, zilizopo za watumiaji zilipewa majina yaliyotolewa na habari fulani, kwa jina moja hutumiwa kwa kawaida na wazalishaji kadhaa. Nchini Marekani, Radio Electronics Television Manufacturers 'Association (RETMA) nyadhifa wanaunda idadi, ikifuatiwa na barua moja au mbili, na nambari. Nambari ya kwanza ni voltage (mviringo) ya joto; barua zinaonyesha tube maalum lakini haijaswi chochote kuhusu muundo wake; na nambari ya mwisho ni idadi ya electrodes (bila kutofautisha kati, kusema, tube na electrode nyingi, au seti mbili za electrodes katika bahasha moja-mara tatu, kwa mfano). Kwa mfano, 12AX7 ni triode mara mbili (seti mbili za electrodes tatu pamoja na joto) na heater 12.6V (ambayo, kama inatokea, pia inaweza kushikamana kuendesha kutoka 6.3V). "AX" haina maana nyingine kuliko kuteua tube hii hasa kulingana na sifa zake. Sawa, lakini sio sawa, zilizopo ni za 12AD7, 12AE7 ... 12AT7, 12AU7, 12AV7, 12AW7 (hazija!), 12AY7, na 12AZ7.

Mfumo uliotumiwa sana katika Ulaya unaojulikana kama jina la tube la Mullard-Philips , pia limeongezwa kwa transistors, hutumia barua, ikifuatiwa na barua moja au zaidi, na namba. Muumbaji wa aina anafafanua voltage ya joto au sasa (barua moja), kazi za sehemu zote za tube (barua moja kwa sehemu), aina ya tundu (tarakimu ya kwanza), na tube fulani (iliyobaki tarakimu). Kwa mfano, ECC83 (sawa na 12AX7) ni trio 6.3V (E) mara mbili (CC) yenye msingi ndogo (8). Katika mfumo huu maalum wa zilizopo (kwa mfano, kwa matumizi ya kompyuta ya muda mrefu) huonyeshwa kwa kuhamisha nambari mara moja baada ya barua ya kwanza: E83CC ni sawa na ubora wa kipekee wa ECC83, E55L nguvu ya pentode isiyo sawa na walaji .

Vipimo maalum vya kusudi

Timu ya kudhibiti mzunguko inafanya kazi. Gesi ya chini ya shinikizo ndani ya mvuto wa tube kutokana na mtiririko wa sasa.

Vipimo vingine maalum vinajengwa na gesi maalum katika bahasha. Kwa mfano, zilizopo za mzunguko wa voltage zina gesi mbalimbali za inert kama vile argon , heliamu au neon , ambayo ionize katika voltages kutabirika. Thyratron ni tube maalum yenye kusudi inayojaa gesi ya chini au shinikizo la zebaki. Kama zilizopo utupu, ina cathode ya moto na anode, lakini pia electrode ya kudhibiti ambayo hufanyika kama gridi ya triode. Wakati electrode ya kudhibiti kuanza conduction, gesi ionizes, baada ya ambayo electrode kudhibiti hawezi tena kuacha sasa; tube "latches" katika conduction. Kuondoa voltage ya anode (sahani) inakuwezesha gesi de-ionize, kurejesha hali yake isiyo ya conductive.

Thyratrons nyingine zinaweza kubeba mikondo kubwa kwa ukubwa wa kimwili. Mfano mmoja ni aina ndogo ya 2D21, ambayo mara nyingi huonekana katika jukeboxes za 1950 kama vile swichi za udhibiti za relays . Toleo la teatrati ya baridi, ambayo hutumia kaburi la zebaki kwa cathode yake, inaitwa ignitron ; wengine wanaweza kubadili maelfu ya amperes. Thyratrons zenye hidrojeni zina muda wa kuchelewa kwa kasi kati ya pigo lao na uendeshaji kamili; wao hufanya kama viongozi wa kisasa wa kudhibiti silicon , pia huitwa thyristors kwa sababu ya kufanana kwa kazi zao na vitamini. Thyratrons za hidrojeni zimekuwa zimekuwa zimetumiwa kwa muda mrefu katika rada za rada.

Tube maalumu sana ni krytron , ambayo hutumiwa kwa kasi sana na kwa kasi ya juu-voltage byte. Kryrons na specifikationer fulani zinafaa kuanzisha mlolongo sahihi wa uharibifu uliotumiwa kuzima silaha za nyuklia , na hudhibitiwa sana katika ngazi ya kimataifa.

Vipimo vya ray-ray hutumiwa katika picha ya matibabu kati ya matumizi mengine. Vipimo vya ray-ray vilivyotumika kwa ajili ya operesheni inayoendelea-wajibu katika vifaa vya fioroscopy na CT imaging vinaweza kutumia cathode iliyoelekezwa na anode inayozunguka ili kupoteza kiasi kikubwa cha joto kinachozalishwa. Hizi zinawekwa katika nyumba ya alumini iliyojaa mafuta ili kutoa baridi.

Photomultiplier tube ni detector nyeti sana ya mwanga, ambayo hutumia athari ya picha na chafu sekondari , badala ya uchafu thermionic, kuzalisha na kuimarisha ishara ya umeme. Vifaa vya kugundua dawa za nyuklia na counters za kioevu scintillation hutumia photomultiplier tube arrays kuchunguza kiwango cha chini cha scintillation kutokana na mionzi ya ioni .

Kuimarisha tube

Betri

Betri zilizotolewa na voltage zinazohitajika na zilizopo katika seti za mwanzo za redio. Kwa kawaida, voltages tatu zilihitajika, kwa kutumia betri tatu tofauti zilizochaguliwa kama betri A , B , na C. Betri ya "A" au LT (chini-mvutano) betri ilitoa voltage ya filament. Vipuri vya Tube viliundwa kwa betri moja, mara mbili au tatu- risasi za asidi-risasi , na kutoa vigezo vya upungufu wa majina ya 2 V, 4 V au 6 V. Katika redio za simu, betri kavu wakati mwingine hutumiwa na hita za 1.5 au 1 V. Kupunguza matumizi ya filament kuboresha muda wa maisha ya betri. Mnamo mwaka wa 1955 kuelekea mwishoni mwa zama za tube, zilizopo kwa kutumia mA 50 tu hadi chini ya 10 mA kwa joto la moto lilikuwa limeandaliwa. [33]

Upepo wa juu uliotumika kwa anode (sahani) ulitolewa na betri ya "B" au ugavi au betri ya HT (high-voltage). Hizi kwa kawaida zilikuwa za ujenzi wa seli za kavu na kwa kawaida zilikuja katika matoleo 22.5, 45-, 67.5-, 90-, 120- au 135-volt.

Betri za mzunguko wa tube utupu. Betri ya C inaonyeshwa.

Majaribio ya awali yaliyotumika betri ya gridi ya bia au "C" betri iliyounganishwa ili kutoa voltage hasi . Kwa kuwa karibu hakuna sasa inapita kupitia uhusiano wa gridi ya bomba, betri hizi zilikuwa na unyevu mdogo sana na zilidumu kwa muda mrefu zaidi. Hata baada ya vifaa vya umeme vya AC kuwa sehemu ya kawaida, seti nyingine za redio ziliendelea kujengwa kwa betri za C, kama ambazo hazihitaji kamwe kuchukua nafasi. Hata hivyo mizunguko ya kisasa zaidi iliundwa kwa kutumia cathode biasing , kuondoa haja ya voltage ya tatu ya umeme; hii ikawa ya vitendo na zilizopo kwa kutumia joto la moja kwa moja la cathode.

"C betri" kwa upendeleo ni sifa isiyo na uhusiano na ukubwa wa betri ya " C ".

Nguvu ya AC ya

Kubadilisha betri ilikuwa gharama kubwa ya uendeshaji kwa watumiaji wa redio ya mapema. Maendeleo ya betri ya betri , na, mwaka wa 1925, wapokeaji wasio na betri waliendeshwa na nguvu za kaya , kupunguza gharama za uendeshaji na kuchangia kwa umaarufu unaoongezeka wa redio. Umeme kwa kutumia transformer na windings kadhaa, moja au zaidi rectifiers (ambayo inaweza wenyewe kuwa utupu mirija), na kubwa filter capacitor zinazotolewa required moja kwa moja sasa voltages kutoka kubadilisha chanzo sasa.

Kama kipimo cha kupungua kwa gharama, hasa kwa wapokeazaji wa juu wa kiasi kikubwa, hita zote zinaweza kushikamana katika mfululizo katika utoaji wa AC kwa kutumia hita zinazohitaji sasa na wakati huo wa joto. Katika kubuni moja kama hiyo, bomba kwenye kamba ya kukata bomba ilipatia volts 6 zinazohitajika kwa mwanga wa kupiga simu. Kwa kupata voltage ya juu kutoka kwa mchezaji wa nusu-wimbi kwa moja kwa moja kushikamana na maambukizi ya AC, nguvu kubwa na ya gharama kubwa ya transformer iliondolewa. Hii pia iliruhusu wapokeaji vile kufanya kazi kwa sasa ya moja kwa moja, kinachojulikana kama AC / DC receiver design . Wengi wa waandishi wa redio wa AM wa Marekani wa matumizi ya wakati huo walitumia mzunguko unaofanana kabisa, wakiwapa jina la utani la All American Five .

Ambapo voltage ya minyororo ilikuwa katika aina ya 100-120V, voltage hii ndogo ilionekana kuwa yanafaa tu kwa wapokeaji wa chini. Kupokea televisheni amahitaji transformer au inaweza kutumia mzunguko wa voltage mara mbili . Ambapo 230 V jina la voltage za majina zilizotumiwa, televisheni za kupokea televisheni pia zinaweza kupeleka kwa transformer nguvu.

Transformer-chini nguvu vifaa required tahadhari za usalama katika mpango huo wa kuzuia athari mshtuko kwa watumiaji, kama vile makabati umeme maboksi na interlock anafunga kamba nguvu ili baraza la mawaziri nyuma, hivyo line kamba mara lazima disconnected kama mtumiaji au huduma mtu kufunguliwa baraza la mawaziri. Kamba ya kuchunga ilikuwa kamba ya nguvu inayoishi katika tundu maalum iliyotumiwa na kuingilia usalama; servicers inaweza kisha nguvu kifaa na voltages madhara wazi.

Ili kuepuka ucheleweshaji wa joto, "papo hapo" watokezaji wa televisheni walipungua joto la sasa kwa njia ya zilizopo zao hata wakati seti ilichaguliwa. Wakati wa kubadili, joto la sasa linapatikana na seti ingeweza kucheza mara moja.

Kuegemea

Tester ya Tube yaliyoundwa mwaka wa 1930

Tatizo moja la kuaminika la zilizopo na cathode ya oksidi ni uwezekano wa kuwa cathode inaweza polepole kuwa " sumu " na molekuli ya gesi kutoka kwa vipengele vingine katika bomba, ambayo hupunguza uwezo wake wa kuondoa elektroni. Gesi zilizosafirishwa au uvujaji wa gesi wa polepole pia inaweza kuharibu cathode au kusababisha sahani (anode) ya sasa ya kukimbia kutokana na ionization ya molekuli ya gesi ya bure. Ondoa ugumu na uteuzi sahihi wa vifaa vya ujenzi ni mvuto mkubwa katika maisha ya tube. Kulingana na vifaa, joto na ujenzi, vifaa vya uso vya cathode vinaweza pia kuenea kwenye vipengele vingine. Hasira za joto ambazo hupunguza cathodes zinaweza kuvunja kwa namna inayofanana na filaments za taa za incandescent , lakini hazifanya hivyo, kwani zinafanya kazi katika joto la chini sana kuliko taa.

Mfumo wa kushindwa kwa heater ni kawaida fracture kuhusiana na matatizo ya waya tungsten au katika weld uhakika na kwa ujumla hutokea baada ya kuongeza mengi ya mafuta (nguvu juu-off) mzunguko. Waya wa tungsten ina upinzani mdogo sana wakati wa joto la kawaida. Kifaa cha joto cha mgawo cha joto, kama vile thermistor , kinaweza kuingizwa katika ugavi wa joto la vifaa au mzunguko wa ramp-up inaweza kutumika ili kuruhusu joto la joto au filaments kufikia joto la uendeshaji polepole zaidi kuliko ikiwa linawezeshwa katika hatua ya hatua . Rasilimali za gharama nafuu zilikuwa na mihuri yenye hitilafu zilizounganishwa katika mfululizo, na voltage ya jumla sawa na ile ya mstari (mikono). Baadhi ya wapokeaji walifanya kabla ya Vita Kuu ya Pili ya Dunia walikuwa na hita za mfululizo wa kamba na jumla ya voltage chini ya ile ya mikono. Wengine walikuwa na waya ya upinzani wanaoendesha urefu wa kamba ya nguvu ili kuacha voltage kwenye mizizi. Wengine walikuwa na vipinga vya mfululizo vilivyotengenezwa kama zilizopo za kawaida; waliitwa tubes za ballast.

Kufuatia Vita Kuu ya Pili ya Dunia, vijiti vinavyotakiwa kutumika katika masharti ya mfululizo wa mfululizo yamewekwa tena kwa wote wana wakati wa joto ("kudhibitiwa"). Mapambo ya awali yalikuwa na vipindi tofauti vya wakati wa mafuta. Sehemu ya pato la sauti, kwa mfano, ilikuwa na cathode kubwa, na ilipungua kwa polepole zaidi kuliko zilizopo chini ya powered. Matokeo yake ni kuwa joto la joto lililokuwa limeongezeka kwa kasi na pia lilikuwa na upinzani wa juu kwa muda mrefu, kwa sababu ya mgawo wao wa joto mzuri. Upinzani huu usiofaa unasababishwa kufanya kazi kwa muda mfupi na vifungo vya heater vizuri zaidi ya upimaji wao, na kupunguzwa maisha yao.

Tatizo lingine la kuaminika linasababishwa na kuvuja hewa ndani ya tube. Kawaida oksijeni katika hewa hupuka kemikali na filament ya moto au cathode, haraka kuiharibu. Waumbaji walitengeneza miundo ya tube ambayo imefungwa kwa uaminifu. Hii ndio sababu zilizopo nyingi zilizojengwa kwa kioo. Alloys ya chuma (kama vile Cunife na Fernico ) na glasi zilikuwa zimetengenezwa kwa balbu za mwanga ambazo zilipanua na kuambukizwa kwa kiasi sawa, kama joto limebadilishwa. Hizi zimefanya iwe rahisi kujenga bahasha ya kuhami ya kioo, wakati wa kupita waya za kuunganisha kupitia kioo kwa electrodes.

Wakati tube ya utupu imejaa zaidi au hutumiwa kupoteza uharibifu wa kubuni, anode yake (sahani) inaweza kuwaka nyekundu. Katika vifaa vya walaji, sahani in'aa ni ishara ya tube iliyojaa mzigo. Hata hivyo, baadhi ya zilizopo kubwa zinazotengenezwa zinaundwa kufanya kazi na anodes zao kwenye nyekundu, machungwa, au katika hali ndogo, joto nyeupe.

Mara nyingi ubora wa vipimo vya kiwango cha kawaida ulifanywa, iliyoundwa kwa ajili ya utendaji bora kwa namna fulani, kama vile cathode ya muda mrefu ya maisha, ujenzi wa kelele ya chini, ugumu wa mitambo kupitia filaments yenye rangi ya mviringo, microphony ndogo, kwa ajili ya maombi ambapo tube itatumia mengi ya wakati kukatwa, nk Njia pekee ya kujua sifa maalum ya sehemu maalum ya ubora ni kusoma karatasi ya data. Majina yanaweza kutafakari jina la kawaida (12AU7 ==> 12AU7A, ECC82 sawa ==> E82CC, nk), au kuwa kitu chochote (kiwango cha kawaida na maalum cha ubora huo ni pamoja na 12AU7, ECC82, B329, CV491, E2163 , E812CC, M8136, CV4003, 6067, VX7058, 5814A na 12AU7A). [34]

Maisha ya valve mrefu zaidi yaliyopatikana kwa valve ya Mazda AC / P (serial No. 4418) inafanyika kwenye kituo cha BBC cha Ireland cha Kaskazini cha Lisnagarvey. Valve ilikuwa katika huduma kutoka 1935 mpaka 1961 na ilikuwa na maisha ya kumbukumbu ya masaa 232,592. BBC imechukua rekodi nzuri ya maisha yao ya valves na kurudi mara kwa mara kwenye vituo vya kati vya valve. [35] [36]

Omba

Getter katika tube iliyofunguliwa; amana ya utulivu kutoka kwa getter
Ufafanuzi wa utupu wa kutosha wa fluorescent (hewa imeingia na doa ya getter imekuwa nyeupe)

Pua ya utupu inahitaji utupu mzuri sana ("ngumu") ili kuepuka matokeo ya kuzalisha ions chanya ndani ya tube. Kwa kiasi kidogo cha gesi ya mabaki, baadhi ya atomi hizo zinaweza ionize wakati zinapigwa na elektroni na kuunda mashamba ambayo yanaathiri sifa za tube. Kiasi kikubwa cha gesi ya mabaki inaweza kuunda kutoweka kwa kutosha mwanga kati ya vipengele vya tube. Shinikizo la mabaki ndani ya tube lazima iwe chini ya kutosha kuwa njia ya bure ya maana ya elektroni ni muda mrefu zaidi kuliko ukubwa wa tube (hivyo elektroni haiwezekani kugonga atomi ya mabaki na atomi wachache sana ionized itakuwa). Vipu vya utupu vya kibiashara hutolewa kwenye utengenezaji hadi 0.000001 mmHg (1.0 × 10 -6 Torr; 130 μPa; 1.3 × 10 -6 mbar; 1.3 × 10 -9 atm). [37]

Ili kuzuia gesi ya kuacha utupu wa tube, vijiko vya kisasa vinajengwa na " getters ", ambazo kwa kawaida ni ndogo, mizinga ya mviringo yenye kujazwa na metali ambayo husafirisha kwa haraka, bariamu kuwa ya kawaida. Wakati bahasha ya bomba inapokwishwa, sehemu za ndani ila kupata getter zinapokanzwa na joto la RF induction inapunguza gesi yoyote iliyobaki kutoka sehemu za chuma. Bomba hilo linatiwa muhuri na upatikanaji wa joto huwa joto la joto, tena na joto la uingizaji wa mzunguko wa redio, ambalo husababisha vifaa vya getter kupuuza na kuguswa na gesi yoyote ya mabaki. Mvuke huwekwa ndani ya bahasha ya kioo, na kuacha kipande cha chuma cha rangi ambacho kinaendelea kunyonya kiasi kidogo cha gesi ambayo inaweza kuvuja ndani ya tube wakati wa maisha yake ya kazi. Uangalifu mkubwa huchukuliwa na kubuni ya valve ili kuhakikisha kuwa vifaa hivi haviwekwa kwenye electrodes yoyote ya kazi. Ikiwa tube inakuwa na uvujaji mkubwa katika bahasha, amana hii inageuka rangi nyeupe kama inachukua na oksijeni ya anga. Vipimo vingi vya kupitisha na maalum hutumia vifaa vya kigeni zaidi vya kupata, kama vile zirconium . Vipande vilivyotanguliwa vilivyotumiwa vinatumia pipi-fosforasi-msingi, na hizi zilizopo zinatambulika kwa urahisi, kama fosforasi inachaa rangi ya machungwa au amana ya upinde wa mvua kwenye kioo. Matumizi ya fosforasi yalikuwa ya muda mfupi na ilikuwa imechukuliwa haraka na kupata bora za bariamu. Tofauti na vipimo vya bariamu, phosphorus haikuweza kupata gesi yoyote zaidi mara moja ikiwa imekimbia.

Miti hufanya kazi kwa kuchanganya kemikali na gesi za kuingilia au zinazoingia, lakini haziwezi kupinga gesi za inert zisizo na tendaji. Tatizo linalojulikana, linaloathiri zaidi valves yenye bahasha kubwa kama vile zilizopo za cathode ray na zilizopo za kamera kama vile iconoscopes , orthicons , na viungo vya picha , hutokea kuingia kwa heliamu. [ kinachohitajika ] Athari inaonekana kama kazi isiyoharibika au haipo, na kama mwanga unaoenea pamoja na mkondo wa elektroni ndani ya bomba. Athari hii haiwezi kurekebishwa (fupi ya uokoaji tena na kufuta), na inawajibika kwa mifano ya kazi ya zilizopo hizo kuwa rarer na rarer. Imetumika ("New Old Stock") zilizopo zinaweza pia kuonyeshea gesi ya inert, kwa hiyo hakuna dhamana ya muda mrefu ya aina hizi za tube zinazoendelea katika siku zijazo.

tubes

Vipande vikubwa vya kupeleka vilivyo na mafuta ya tungsten yaliyo na kemikali yaliyo na kipengele kidogo (1% hadi 2%) ya thoriamu . Safu nyembamba sana (Masi) ya atomi za thoriamu kwenye nje ya safu ya kaboni ya waya na, wakati moto, hutumika kama chanzo cha umeme cha ufanisi. Thoriamu hupuka kwa kasi kutoka kwenye uso wa waya, wakati atomi mpya za thoriamu zinaenea kwenye uso ili kuzibadilisha. Cathodes hizo zinazotajwa mara nyingi hutoa maisha katika makumi ya maelfu ya masaa. Hali ya mwisho ya maisha kwa filament-tungsten filament ni wakati safu kaboni imekuwa zaidi kubadilishwa tena katika aina nyingine ya carbide tungsten na uzalishaji huanza kushuka kwa haraka; kupoteza kamili kwa thoriamu haijawahi kuwa sababu katika mwisho wa maisha katika tube na aina hii ya emitter. Waay-TV huko Huntsville, Alabama ilifikia masaa 163,000 (miaka 18.6) ya huduma kutoka klystron ya nje ya Eimac katika mzunguko wa macho ya mtoaji wake; hii ndiyo maisha mazuri ya huduma ya kumbukumbu kwa aina hii ya tube. [38] Imesema [ nani? ] kwamba transmitters na zilizopo utupu ni bora zaidi ya kuishi mgomo wa umeme kuliko transmitor transmitters kufanya. Wakati waliaminika kuwa katika viwango vya nguvu vya RF juu ya kilowatts takribani 20, zilizopo za utupu zilikuwa bora zaidi kuliko mzunguko wa hali imara, hii haifai tena, hasa katika huduma ya kati ya wimbi (AM ya utangazaji) ambapo wapigaji wa hali ya nguvu karibu karibu wote Viwango vya nguvu vina ufanisi mkubwa zaidi. Matangazo ya FM ya matangazo na nguvu za nguvu za hali ya nguvu hadi takribani 15 kW pia zinaonyesha ufanisi bora zaidi wa nguvu kuliko amplifiers ya nguvu za tube.

Kupokea zilizopo

Cathodes katika zilizopo ndogo "kupokea" zimefunikwa na mchanganyiko wa oksidi ya bariamu na oksidi ya strontium , wakati mwingine na kuongeza ya oksidi ya kalsiamu au oksidi ya aluminium . Mchapishaji wa umeme huingizwa ndani ya sleeve ya cathode, na kusanyiko kutoka kwa umeme umeme na mipako ya oksidi ya alumini. Ujenzi huu tata husababisha atomi za bariamu na strontiamu kuenea kwenye uso wa cathode na kutuma elektroni wakati wa joto hadi nyuzi 780 za Celsius.

Njia za kushindwa

Kushindwa kwa mabaya

Kushindwa kwa janga ni moja ambayo ghafla hufanya tube ya utupu isiwezeke. Afa katika bahasha ya kioo itaruhusu hewa ndani ya bomba na kuiharibu. Mifuko inaweza kusababisha shida katika kioo, pini au pembejeo; mifuko ya tube inapaswa kuruhusu upanuzi wa mafuta, ili kuzuia matatizo katika kioo kwenye pini. Stress inaweza kujilimbikiza kama ngao ya chuma au vyombo vingine vya habari juu ya bahasha ya bomba na husafisha kutofautiana kwa kioo. Kioo pia inaweza kuharibiwa na arcing high-voltage.

Vipindi vya Tube pia vinaweza kushindwa bila ya onyo, hasa ikiwa hufunuliwa juu ya voltage au kutokana na kasoro za viwanda. Vipindi vya Tube haviwezi kushindwa kwa uvukizi kama filaments za taa , kwani hufanya joto la chini sana. Kuongezeka kwa sasa ya uingizaji wa joto wakati joto linapopatwa na nguvu husababishwa na shida katika joto, na linaweza kuepukwa kwa kuchochea joto kwa polepole, kwa hatua kwa hatua kuongezeka sasa na thermistor ya NTC iliyojumuishwa katika mzunguko. Vipande vilivyopangwa kwa uendeshaji wa kamba ya mfululizo wa hita katika ugavi na wakati maalum wa kudhibiti joto ili kuepuka voltage ya ziada kwenye hita za joto kama wengine hupungua. Inapokanzwa kwa cathodes ya aina ya filament moja kwa moja kama kutumika katika zilizopo za betri au baadhi ya wakubwaji wanaweza kushindwa ikiwa vidole vya filament, vinavyosababisha arcing ndani. Vipimo vya ziada vya joto na cathode katika cathodes isiyosababisha joto huweza kuvunja insulation kati ya vipengele na kuharibu heater.

Arcing kati ya vipengele vya tube inaweza kuharibu tube. Arc inaweza kusababishwa kwa kutumia voltage kwa anode (sahani) kabla ya cathode ilifikia joto la uendeshaji, au kwa kuchora sasa ya ziada kwa njia ya kuahirisha, ambayo huharibu mipako ya uchafu. Arcs pia inaweza kuanzishwa na nyenzo yoyote ya ndani ndani ya tube, au kwa voltage ya ziada ya screen. Arc ndani ya tube inaruhusu gesi kubadilika kutoka vifaa vya tube, na inaweza kuweka vifaa conductive juu ya spacers kuhami ndani. [39]

Wakubwaji wa Tube wana uwezo mdogo wa sasa na kupima kwa kiwango cha juu hatimaye kuharibu tube.

Upunguvu kushindwa

Kushindwa kwa uharibifu ni wale unasababishwa na kuzorota kwa kasi kwa utendaji kwa muda.

Kupunguza joto kwa sehemu za ndani, kama vile grids kudhibiti au mica spacer insulators, inaweza kusababisha gesi trapped kukimbia ndani ya tube; hii inaweza kupunguza utendaji. Getter hutumiwa kupata gesi kubadilika wakati wa operesheni ya tube, lakini ina uwezo mdogo tu wa kuchanganya na gesi. Udhibiti wa joto la bahasha huzuia aina fulani za gassing. Bomba yenye kiwango cha kawaida cha gesi ya ndani inaweza kuonyesha mwanga unaoonekana wa rangi ya bluu wakati wa voltage ya sahani inatumiwa. Getter (kuwa chuma thabiti sana) ni bora dhidi ya gesi nyingi za anga, lakini hauna (au mdogo sana) upungufu wa kemikali ili kuingiza gesi kama vile heliamu. Aina moja ya kushindwa, hasa kwa bahasha kubwa za kimwili kama vile zilizotumiwa na zilizopo za kamera na zilizopo za cathode-ray, zinatoka kwa kuingilia kwa heliamu. Njia halisi haijulikani: mihuri ya chuma-to-lead-in ni moja ya uwezekano wa kuingia kwenye tovuti.

Gesi na ions ndani ya tube huchangia kwenye gridi ya sasa ambayo inaweza kuvuruga operesheni ya mzunguko wa tube utupu. Athari nyingine ya kuchomwa moto ni amana ya polepole ya mvuke za chuma kwenye spacers za ndani, na kusababisha kuvuja kwa kipengele.

Vipande kwenye mstari wa mstari kwa muda mrefu, kwa kutumia voltage ya joto, huweza kuendeleza upinzani wa kiungo cha juu na kuonyeshwa sifa za uchafu duni. Athari hii ilitokea hasa katika mzunguko wa vurugu na digital , ambapo zilizopo hazikuwa na sahani ya sasa inayotembea kwa muda uliopanuliwa. Vipande vinavyotengenezwa mahsusi kwa hali hii ya operesheni ilifanywa.

Kupunguza cathode ni kupoteza chafu baada ya maelfu ya masaa ya matumizi ya kawaida. Wakati mwingine kunaweza kurejeshwa kwa muda kwa kuongeza voltage ya joto, ama kwa muda mfupi au ongezeko la kudumu la asilimia chache. Uharibifu wa cathode ulikuwa usio wa kawaida katika mikoba ya ishara lakini ilikuwa ni sababu ya mara kwa mara ya kushindwa kwa mikoba ya cathode-ray ya televisheni ya monochrome. [40] Usable maisha ya sehemu hii ya gharama kubwa wakati mwingine kupanuliwa kwa kufaa kuongeza transformer kuongeza heater voltage.

Nyingine kushindwa

Vipu vya utupu huweza kuendeleza kasoro katika operesheni ambayo hufanya tube ya kibinafsi isiyofaa katika kifaa kilichopewa, ingawa inaweza kufanya kwa kuridhisha katika programu nyingine. Microphonics inahusu vibration ndani ya vipengele tube ambayo modulate signal ya tube kwa njia mbaya; sauti au vibration pick-up inaweza kuathiri ishara, au hata kusababisha kuomboleza bila kudhibiti ikiwa njia ya maoni yanaendelea kati ya tube microphonic na, kwa mfano, sauti ya sauti. Uvujaji wa sasa kati ya hita za AC na cathode huweza kuzunguka katika mzunguko, au elektroni zilizowekwa moja kwa moja kutoka mwisho wa mchimbaji huweza pia kuingiza hum ndani ya ishara. Uvujaji wa sasa kutokana na uchafuzi wa ndani unaweza pia kuingiza kelele. [41] Baadhi ya athari hizi hufanya zilizopo zisizofaa kwa matumizi ya sauti ndogo ya sauti, ingawa haifai kwa madhumuni mengine. Kuchagua bora ya kundi la zilizopo za kufanana kwa maombi muhimu zinaweza kutoa matokeo mazuri.

Pini za Tube zinaweza kuendeleza filamu zisizo za kufanya au juu ya uso wa upinzani kutokana na joto au uchafu. Pipi zinaweza kusafishwa ili kurejesha mwenendo.

Upimaji

Mtihani wa tube ya utupu wote

Vipu vya utupu vinaweza kupimwa nje ya mzunguko wao kwa kutumia mtihani wa tube utupu.

Vifaa vingine vya utupu wa utupu

Vifaa vidogo vidogo vya tube vya utupu vilikuwa vimeingizwa na semiconductors, lakini vifaa vya umeme vya utupu vingine vinaendelea kutumika. Magnetron ni aina ya tube kutumika katika kila sehemu microwave . Licha ya hali ya kuendeleza ya sanaa katika teknolojia ya semiconductor nguvu, tube utupu bado ina kuaminika na gharama faida kwa high-frequency kizazi RF kizazi.

Baadhi ya zilizopo, kama vile magnetrons , zilizopo za wimbi-kusafiri , carcinotrons , na klystrons , huchanganya madhara magnetic na umeme. Hizi ni ufanisi (kawaida nyembamba-bendi) jenereta RF na bado hutumia rada , vioo vya microwave na joto la viwanda. Vipande vya mawimbi vya kutembea (TWTs) ni vyema vya amplifiers vizuri na hutumiwa hata katika baadhi ya satelaiti za mawasiliano. Vipimo vingi vya amplifier vya klystron vinaweza kutoa mamia ya kilowatts katika upeo wa UHF.

Cathode ray tubes

Tube ya cathode ray (CRT) ni tube ya utupu inayotumika hasa kwa ajili ya kuonyesha. Ingawa bado kuna televisheni nyingi na wachunguzi wa kompyuta wanaotumia vijiko vya cathode ray, wanapinduliwa haraka na maonyesho ya jopo la gorofa ambao ubora wao umeboreshwa sana hata kama bei zao zinashuka. Hii pia ni ya oscilloscopes ya digital (kulingana na kompyuta za ndani na analog kwa waongofu wa digital ), ingawa swala za jadi za analog (hutegemea CRTs) zinaendelea kuzalishwa, ni za kiuchumi, na hupendekezwa na wataalamu wengi. Kwa wakati mmoja radiyo nyingi zilizotumiwa " zilizopo za jicho la uchawi ", aina maalum ya CRT iliyotumiwa badala ya harakati za mita ili kuonyesha nguvu ya ishara, au kiwango cha pembejeo kwenye rekodi ya mkanda. Kifaa cha kisasa cha kiashiria, maonyesho ya fluorescent ya utupu (VFD) pia ni aina ya tube ya cathode ray.

Tube ya X-ray pia ni aina maalum ya tube ya Cathode ray, wakati radi-ray hutoka wakati elektroni za juu za voltage hupiga anode.

Gyrotrons au mabomba ya utupu, yaliyotumika kuzalisha mawimbi ya bendi ya mlimita ya nguvu, ni zilizopo za utupu wa magnetic ambayo athari ndogo ya relativistic , kutokana na voltage ya juu, hutumiwa kukusanya elektroni. Gyrotrons inaweza kuzalisha nguvu za juu (mamia ya kilowatts). Lasers za elektroni za bure , zinazotengeneza mwanga wa juu wenye nguvu na hata X-rays , huwa na viwango vya utupu vya relativistic zinazoendeshwa na kasi ya juu ya nishati ya chembe. Kwa hiyo hizi ni aina ya zilizopo za cathode ray.

Wafanyabiashara wa elektroni

Photomultiplier ni phototube ambaye unyeti ni imeongezeka sana kwa kutumia elektroni kuzidisha. Hii inafanya kazi kwa kanuni ya uchafu wa sekondari , ambapo elektroni moja iliyotokana na photocathode inapiga aina ya anode maalum inayojulikana kama dynode inayosababisha elektroni zaidi kutolewa kutoka kwa dynode hiyo. Elektroni hizo zinaharakisha kuelekea dynode nyingine kwenye voltage ya juu, ikitoa elektroni za sekondari zaidi; Vipimo vingi hivyo kama 15 hutoa amplification kubwa. Licha ya maendeleo makubwa katika photodetectors imara-hali, hali moja ya photon kutambua uwezo wa photomultiplier zilizopo hufanya hii tube utupu kifaa bora zaidi katika maombi fulani. Bomba hiyo pia inaweza kutumika kwa kutambua mionzi ya ionizing kama njia mbadala ya tube ya Geiger-Müller (yenyewe si tube halisi ya utupu). Kwa kihistoria, tube ya kamera ya televisheni ya televisheni iliyotumiwa sana katika studio za televisheni kabla ya maendeleo ya mabango ya kisasa ya CCD pia ilitumia kuzidisha kwa elektroni nyingi.

Kwa miongo kadhaa, wabunifu wa bomba la electron walijaribu kuongeza kasi ya zilizopo na wauzaji wa elektroni ili kuongeza faida, lakini haya yaliteseka kutokana na maisha mafupi kwa sababu vifaa vilivyotumiwa kwa dynodes "vilivua" cathode ya moto. (Kwa mfano, chupa ya kuvutia ya RCA 1630 ya pili ya sekondari ilitengenezwa, lakini haikudumu.) Hata hivyo, hatimaye, Philips ya Uholanzi ilianzisha tube ya EFP60 ambayo ilikuwa na maisha ya kuridhisha, na ilitumiwa katika bidhaa moja angalau, maabara generator ya pulse. Kwa wakati huo, hata hivyo, transistors walikuwa kuboresha kwa kasi, na kufanya maendeleo kama hayo superfluous.

Tofauti moja inayoitwa "channel electron multiplier" haitumii dynodes binafsi lakini ina tube iliyopigwa, kama vile helix, iliyopigwa ndani na vifaa vyenye uhuru wa sekondari. Aina moja ilikuwa na funnel ya aina ya kukamata elektroni za sekondari. Dynode inayoendelea ilikuwa ya kushindwa, na mwisho wake uliunganishwa na voltage ya kutosha ili kuunda mara kwa mara ya elektroni. Sahani ndogo ya microchannel ina safu ya wigo wa moja kwa moja wa elektroni juu ya ndege ya picha; kadhaa ya hizi zinaweza kuingizwa. Hii inaweza kutumika, kwa mfano, kama kuimarisha picha ambayo njia mbadala za sarafu za kuzingatia.

Tektronix imetengeneza CRT oscilloscope pana ya utendaji wa highband na sahani ya electron ya multiplier nyuma ya safu ya phosphor. Safu hii ilikuwa safu ya mfuko wa idadi kubwa ya zilizopo za muda mfupi ambazo zilipata boriti ya chini ya sasa na ilizidisha ili kuonyesha mwangaza. (Optics ya elektroni ya bunduki ya elektroni ya broadband haikuweza kutoa sasa ya kutosha ili kusisimua moja kwa moja phosphor.)

Ondoa zilizopo katika karne ya 21

Programu za Niche

Ingawa zilizopo za utupu zimebadilishwa kwa kiasi kikubwa na vifaa vya hali imara katika kuimarisha, kubadili, na kuifanya maombi, kuna tofauti fulani. Mbali na kazi maalum zilizoelezwa hapo juu, zilizopo bado zina maombi maalum.

Kwa ujumla, zilizopo za utupu haziathiri zaidi kuliko vipengele vyenye nguvu vya hali ya juu kwa upungufu wa muda mfupi, kama vile upandaji wa voltage ya minyororo au umeme, athari ya umeme ya pembe za nyuklia [42] au dhoruba ya mvua zinazozalishwa na flares kubwa ya jua. [43] Mali hii iliwaweka katika matumizi ya baadhi ya maombi ya kijeshi muda mrefu baada ya teknolojia ya hali ya chini ya vitendo na gharama nafuu iliyopatikana kwa maombi sawa, kwa mfano kwa MiG-25 . [42] Katika ndege hiyo, nguvu ya pato la rada ni karibu kilowatt moja na inaweza kuchoma kupitia njia inayoingiliwa. [ citation inahitajika ]

Vipu vya utupu bado ni njia za vitendo kwa vifaa vya hali imara katika kuzalisha nguvu za juu katika masafa ya redio katika programu kama vile joto la mzunguko wa redio za viwanda , kasi za kuhamisha chembe , na matangazo ya kutangaza . Hii ni kweli hasa katika mizunguko ya microwave ambapo vifaa vile kama klystron na tube-wimbi-wimbi hutoa amplification katika ngazi ya nguvu haiwezekani kutumia sasa vifaa semiconductor. Mbahawa wa microwave hutumia tube ya magnetron ili kuzalisha mamia ya watts ya nguvu za microwave.

Katika maombi ya kijeshi, tube kubwa ya nguvu ya utupu inaweza kuzalisha ishara ya megawati ya 10-100 ambayo inaweza kuchoma mbele ya mpokeaji bila kuzuia. Vifaa vile huchukuliwa kama silaha zisizo za nyuklia za umeme; walianzishwa mwishoni mwa miaka ya 1990 na Marekani na Urusi. [ citation inahitajika ]

Audiophiles

Mchezaji wa sauti ya 70-watt tube-mseto wa kuuza $ 2,680 [44] mwaka 2011, mara 10 mara bei ya mfano kulinganisha kutumia transistors. [45]

Watu wenye kutosha wanapendelea sauti ya tube ili kufanya amplifiers ya tube katika kibiashara katika maeneo matatu: vifaa vya muziki (gitaa) amplifiers, vifaa vya kutumika katika studio za kurekodi, na vifaa vya audiophile . [46]

Wagitaa wengi wanapendelea kutumia mifano ya valve kwa mifano imara-hali, mara kwa mara kutokana na njia ambayo huwa na kupotosha wakati umeongezeka. (Amplifier yoyote inaweza tu kuimarisha ishara kwa kiasi fulani, kupita kikomo hiki, amplifier itaanza kupotosha ishara.Burudisi tofauti zitapotosha ishara kwa njia tofauti, baadhi ya gitaa hupendelea sifa za kuvuruga za zilizopo za utupu.) Wengi maarufu mifano ya mavuno hutumia zilizopo za utupu.

Ondoa maonyesho ya fluorescent

VFD ya kawaida kutumika katika kinasa cha videocassette

Teknolojia ya kuonyesha kisasa kwa kutumia tofauti ya tube ya cathode ray mara nyingi hutumiwa katika rekodi za video za video , wachezaji wa DVD na rekodi, paneli za udhibiti wa tanuri za microwave, na dashibodi za magari. Badala ya skanning ya raster , maonyesho haya ya fluorescent ya utupu (VFD) ya kubadili grids kudhibiti na voltage anode juu na mbali, kwa mfano, kuonyesha wahusika discrete. VFD hutumia anodes za fosforasi- kama vile kwenye vidole vingine vinavyotokana na cathode ray. Kwa sababu filaments ni kwa mtazamo, ni lazima iendeshe kwa joto ambapo filament haifai wazi. Hii inawezekana kutumia teknolojia ya hivi karibuni ya cathode, na hizi zilizopo pia hufanya kazi na voltage za chini kabisa (mara nyingi chini ya volts 50) tofauti na zilizopo za cathode ray. Mwangaza wao wa juu unaruhusu kusoma maonyesho katika mwanga wa mchana. Vipu vya VFD ni gorofa na mstatili, pamoja na nyembamba. Phosphors ya kawaida ya VFD hutoa wigo mpana wa mwanga wa kijani-nyeupe, kuruhusu matumizi ya filters za rangi, ingawa phosphors tofauti zinaweza kutoa rangi nyingine hata ndani ya kuonyesha sawa. Uundaji wa zilizopo hizi hutoa mwanga mkali pamoja na nishati ya chini ya elektroni za tukio. Hii ni kwa sababu umbali kati ya cathode na anode ni ndogo. (Teknolojia hii ni tofauti na taa ya fluorescent , ambayo inatumia tube ya kutokwa .)

Zilizopo utupu kutumia uwanja elektroni emitters

Katika miaka ya mapema ya karne ya 21 kumekuwa na riba mpya katika zilizopo za utupu, wakati huu na emitter ya elektroni iliyoundwa kwenye substrate ya gorofa ya silicon, kama katika teknolojia ya mzunguko jumuishi . Somo hili sasa linaitwa nanoelectronics ya utupu. [47] Design kawaida hutumia cathode baridi katika mfumo wa eneo kubwa eneo eneo electron (kwa mfano shamba emitter safu ). Kwa vifaa hivi, elektroni ni shamba-iliyotokana na idadi kubwa ya maeneo ya kutolewa ya kibinafsi ya kila mtu.

Microtubes kama hiyo inaweza kupata programu katika vifaa vya microwave ikiwa ni pamoja na simu za mkononi, kwa maambukizi ya Bluetooth na Wi-Fi , katika rada na kwa mawasiliano ya satelaiti [ citation inahitajika ] . Kuanzia mwaka wa 2012 walikuwa wanajifunza kwa ajili ya matumizi iwezekanavyo katika teknolojia ya kuonyesha chafu ya shamba , lakini kulikuwa na matatizo makubwa ya uzalishaji.

Kufikia mwaka wa 2014, kituo cha Utafiti wa Ames wa NASA kiliripotiwa juu ya kufanya kazi kwa njia za kupitisha njia za utupu zinazozalishwa kwa kutumia mbinu za CMOS. [48]

Angalia pia

Hati

Marejeleo

  1. ^ Reich, Herbert J. (April 13, 2013). Principles of Electron Tubes (PDF) . Literary Licensing, LLC. ISBN 978-1258664060 .
  2. ^ Fundamental Amplifier Techniques with Electron Tubes: Theory and Practice with Design Methods for Self Construction . Elektor Electronics. January 1, 2011. ISBN 978-0905705934 .
  3. ^ "RCA Electron Tube 6BN6/6KS6" . Retrieved 2015-04-13 .
  4. ^ Hoddeson, L. "The Vacuum Tube" . PBS . Retrieved 6 May 2012 .
  5. ^ Jones, Morgan (2012). Valve Amplifiers . Elsevier. p. 580. ISBN 0080966403 .
  6. ^ Olsen, George Henry (2013). Electronics: A General Introduction for the Non-Specialist . Springer. p. 391. ISBN 1489965351 .
  7. ^ Rogers, D. C. "Triode amplifiers in the frequency range 100 Mc/s to 420 Mc/s" . Journal of the British Institution of Radio Engineers . 11 (12): 569–575. , p.571
  8. ^ Bray, John (2002). Innovation and the Communications Revolution: From the Victorian Pioneers to Broadband Internet . IET.
  9. ^ Guthrie, Frederick (1876). Magnetism and Electricity . London and Glasgow: William Collins, Sons, & Company. [ page needed ]
  10. ^ Thomas A. Edison U.S. Patent 307,031 "Electrical Indicator", Issue date: 1884
  11. ^ Guarnieri, M. (2012). "The age of vacuum tubes: Early devices and the rise of radio communications". IEEE Ind. Electron. M . 6 (1): 41–43. doi : 10.1109/MIE.2012.2182822 .
  12. ^ White, Thomas, United States Early Radio History
  13. ^ "Mazda Valves" . Archived from the original on 2013-06-28 . Retrieved 2017-01-12 .
  14. ^ "Robert von Lieben — Patent Nr 179807 Dated November 19, 1906" (PDF) . Kaiserliches Patentamt. 19 November 1906 . Retrieved 30 March 2008 .
  15. ^ http://www.corp.att.com/attlabs/reputation/timeline/15tel.html
  16. ^ Räisänen, Antti V.; Lehto, Arto (2003). Radio Engineering for Wireless Communication and Sensor Applications . Artech House. p. 7. ISBN 1580536697 .
  17. ^ J.Jenkins and W.H.Jarvis, "Basic Principles of Electronics, Volume 1 Thermionics", Pergamon Press (1966), Ch.1.10 p.9
  18. ^ Guarnieri, M. (2012). "The age of vacuum tubes: the conquest of analog communications". IEEE Ind. Electron. M . 6 (2): 52–54. doi : 10.1109/MIE.2012.2193274 .
  19. ^ Introduction to Thermionic Valves (Vacuum Tubes) , Colin J. Seymour
  20. ^ "Philips Historical Products: Philips Vacuum Tubes" . Retrieved 3 November 2013 .
  21. ^ Baker, Bonnie (2008). Analog circuits . Newnes. p. 391. ISBN 0-7506-8627-8 .
  22. ^ Modjeski, Roger A. "Mu, Gm and Rp and how Tubes are matched" . Välljud AB . Retrieved 22 April 2011 .
  23. ^ Ballou, Glen (1987). Handbook for Sound Engineers: The New Audio Cyclopedia (1st ed.). Howard W. Sams Co. p. 250. ISBN 0-672-21983-2 . Amplification factor or voltage gain is the amount the signal at the control grid is increased in amplitude after passing through the tube, which is also referred to as the Greek letter μ (mu) or voltage gain (V g ) of the tube.
  24. ^ C H Gardner (1965) The Story of the Valve , Radio Constructor (See particularly the section "Glass Base Construction")
  25. ^ L.W. Turner (ed.) Electronics Engineer's Reference Book , 4th ed. Newnes-Butterworth, London 1976 ISBN 0-408-00168-2 pages 7–2 through 7-6
  26. ^ Guarnieri, M. (2012). "The age of Vacuum Tubes: Merging with Digital Computing". IEEE Ind. Electron. M . 6 (3): 52–55. doi : 10.1109/MIE.2012.2207830 .
  27. ^ a b c d From part of Copeland's "Colossus" available online
  28. ^ Randall, Alexander 5th (14 February 2006). "A lost interview with ENIAC co-inventor J. Presper Eckert" . Computer World . Retrieved 2011-04-25 .
  29. ^ The National Museum of Computing – Rebuilding Colossus
  30. ^ RCA "Transmitting Tubes Manual" TT-5 1962, p. 10
  31. ^ (PDF) http://www.cpii.com/docs/datasheets/78/4CM2500KG%20June%202011.pdf . The maximum anode dissipation rating is 2500 kilowatts. Missing or empty |title= ( help )
  32. ^ The Oxford Companion to the History of Modern Science, J. L. Heilbron , Oxford University Press 2003, 9780195112290, "valve, thermionic"
  33. ^ Okamura, Sōgo (1994). History of electron tubes . IOS Press. pp. 133–. ISBN 978-90-5199-145-1 . Retrieved 9 May 2011 .
  34. ^ National Valve Museum: audio double triodes ECC81, 2, and 3
  35. ^ Certified by BBC central valve stores, Motspur Park
  36. ^ Mazda Data Booklet 1968 Page 112.
  37. ^ C. Robert Meissner (ed.), Vacuum Technology Transactions: Proceedings of the Sixth National Symposium , Elsevier, 2016,ISBN 1483223558page 96
  38. ^ 31 Alumni. "The Klystron & Cactus" . Retrieved 29 December 2013 .
  39. ^ Tomer, Robert B. (1960), Getting the most out of vacuum tubes , Indianapolis, IN, USA: Howard W. Sams, LCCN 60-13843 . available on the Internet Archive. Chapter 1
  40. ^ Tomer 1960 , 60, chapter 2
  41. ^ Tomer 1960 , 60, chapter 3
  42. ^ a b Broad, William J. "Nuclear Pulse (I): Awakening to the Chaos Factor", Science. 29 May 1981 212: 1009–1012
  43. ^ Y Butt, The Space Review, 2011 "... geomagnetic storms, on occasion, can induce more powerful pulses than the E3 pulse from even megaton type nuclear weapons."
  44. ^ Price of $4,680 for the "super enhanced version." Includes 90-day warranty on tubes "under normal operation conditions." See Model no: SE-300B-70W
  45. ^ Rolls RA200 100 W RMS/Channel @ 4 Ohms Power Amplifier . Full Compass. Retrieved on 2011-05-09.
  46. ^ Barbour, E. (1998). "The cool sound of tubes – vacuum tube musical applications" . Spectrum, IEEE . 35 (8). IEEE. pp. 24–35.
  47. ^ Ackerman, Evan. "Vacuum tubes could be the future of computing" . Dvice . Dvice . Retrieved 8 February 2013 .
  48. ^ Anthony, Sebastian. "The vacuum tube strikes back: NASA's tiny 460GHz vacuum transistor that could one day replace silicon FETs" . ExtremeTech.

Kusoma zaidi

  • Basic Electronics : Volumes 1-5 ; Van Valkenburgh, Nooger, Neville; John F. Rider Publisher; 1955.
  • Spangenberg, Karl R. (1948). Vacuum Tubes . McGraw-Hill. OCLC 567981 . LCC TK7872.V3 .
  • Millman, J. & Seely, S. Electronics , 2nd ed. McGraw-Hill, 1951.
  • Shiers, George, "The First Electron Tube", Scientific American, March 1969, p. 104.
  • Tyne, Gerald, Saga of the Vacuum Tube , Ziff Publishing, 1943, (reprint 1994 Prompt Publications), pp. 30–83.
  • Stokes, John, 70 Years of Radio Tubes and Valves , Vestal Press, NY, 1982, pp. 3–9.
  • Thrower, Keith, History of the British Radio Valve to 1940 , MMA International, 1982, pp 9–13.
  • Eastman, Austin V., Fundamentals of Vacuum Tubes , McGraw-Hill, 1949
  • Philips Technical Library. Books published in the UK in the 1940s and 1950s by Cleaver Hume Press on design and application of vacuum tubes.
  • RCA Radiotron Designer's Handbook , 1953 (4th Edition). Contains chapters on the design and application of receiving tubes.
  • Wireless World. "Radio Designer's Handbook". UK reprint of the above.
  • RCA "Receiving Tube Manual" RC15, RC26 (1947, 1968) Issued every two years, contains details of the technical specs of the tubes that RCA sold.

Viungo vya nje