El efecto dinatrón en los tubos de vacío es "la transición de electrones de emisión secundaria a otro electrodo". [1] Al bombardear el ánodo de la lámpara con electrones de alta energía, se eliminan los electrones de emisión secundaria. Si, al mismo tiempo, se aplica un potencial que excede el potencial del ánodo a otro electrodo (por ejemplo, una rejilla de protección de un tetrodo ), entonces los electrones secundarios no regresan al ánodo, sino que son atraídos a otro electrodo. La corriente de la carga del ánodo cae, la corriente del otro electrodo aumenta. En los tetrodos , el efecto dinatrón genera un estado indeseable de resistencia interna negativa , en el que un aumento de la tensión del ánodo va acompañado de una disminución de la corriente del ánodo (en casos extremos, la corriente del ánodo puede incluso cambiar de dirección por completo). En los pentodos , el efecto dinatrón se suprime mediante la introducción de una tercera rejilla (antidinatrón), que evita que los electrones secundarios se escapen del campo del ánodo.
En 1918, el investigador de General Electric , Albert Hull , propuso un nuevo tipo de tubo de vacío , el dinatrón . [2] Antes de unirse a la ingeniería de radio, Hull estudió filología griega y posteriormente llamó a sus inventos con nombres griegos: dinatrón etc.,magnetrón,tiratrón,pliotrón, El primer ánodo del dinatrón se parecía a la rejilla de un triodo ordinario ("audion" de Forest ), pero, a diferencia del triodo, se le tuvo que aplicar un voltaje de polarización positivo. A una cierta relación de voltaje en los ánodos , un aumento en el voltaje en el segundo ánodo provocó una disminución en la corriente a través de él. Hull sugirió usar dinatrones individuales como generadores de oscilaciones de alta frecuencia y pares de dinatrones acoplados directamente como amplificadores no inversores.
En 1926, el mismo Hull cruzó un triodo y un dinatrón, colocando una rejilla de protección entre la rejilla y el ánodo , un análogo del "primer ánodo" de su dinatrón de 1918. En el mismo año, Henry Rondallevó la idea, presentada por primera vez por Walter Schottky (1916), a la producción en serie: los primeros tetrodos de radiofrecuencia en serie entraron en el mercado . [4] El nuevo tubo superó al triodo a altas frecuencias, pero a bajos voltajes de ánodo exhibió el mismo "efecto de dinatrón" que el dinatrón de Hull. De ahí la definición alternativa del sustantivo "dinatrón": "tetrodo, cuyo voltaje en el ánodo se mantiene más bajo que el voltaje en la rejilla de protección". [5]
La función de trabajo de un electrón de un ánodo metálico es, según el material del ánodo, unidades de electronvoltios (eV). Casi todos los electrones que inciden en el ánodo desde el exterior con una energía de más de 10...15 eV [6] pueden eliminar un electrón secundario lento del ánodo. En los modos de funcionamiento normales de una lámpara de vacío, la energía de los electrones que bombardean el ánodo es obviamente mayor que este umbral: cientos de eV en lámparas amplificadoras receptoras, miles de eV en lámparas generadoras, decenas de miles de eV en kenotrones de alto voltaje .
En un diodo o triodo de vacío , en cuya rejilla se aplica un voltaje de control negativo, los electrones secundarios son atraídos por el campo del ánodo. Aparece una estrecha zona de carga espacial cerca del ánodo , pero los electrones no pueden salir de ella. Si, por otro lado , se aplica un voltaje positivo que excede el voltaje del ánodo a la rejilla del triodo , entonces algunos de los electrones secundarios podrán abandonar el campo del ánodo y correr hacia la rejilla. Un miliamperímetro en el circuito del ánodo registrará una disminución en la corriente del ánodo, un miliamperímetro en la red de la red detectará la ocurrencia de una corriente de la red. Un triodo ordinario receptor-amplificador inevitablemente morirá durante un experimento de este tipo, pero los primeros triodos de la década de 1920 permitieron tal régimen. [7]
El efecto dinatron es más pronunciado en tetrodes . Según la relación de las tensiones en el ánodo y la rejilla de apantallamiento, así como de las medidas adoptadas para suprimir el efecto dinatrón, se manifiesta en diversos grados:
| No linealidad (torceduras) de la dependencia monótonamente creciente de la corriente del ánodo en el voltaje del ánodo . A voltajes de ánodo bajos, el crecimiento de la corriente de ánodo puede retrasarse con respecto a la naturaleza de “triodo” calculada de la dependencia ( ley de Child-Langmuir ); sin embargo, en todos los modos, la resistencia interna permanece positiva. Este comportamiento es característico de los pentodos de alta potencia y baja frecuencia y los tetrodos de haz . Las condiciones normales de funcionamiento de estas lámparas, por regla general, se encuentran mucho más allá de las secciones de "dinatrón" de sus características I-V. | |
| La resistencia interna negativa se observa en los tetrodos cuando, con un aumento en el voltaje del ánodo, la salida de electrones secundarios del ánodo a la rejilla de protección crece más rápido que la corriente de electrones primarios que inciden en el ánodo. Se observa una sección descendente en la característica corriente-tensión del ánodo. Con un aumento adicional en el voltaje del ánodo, el efecto de dinatrón se debilita y la corriente comienza a aumentar nuevamente. Como regla general, la resistencia interna negativa es altamente indeseable, ya que puede generar una autoexcitación del amplificador. En los pentodos, el efecto dinatrón se suprime fuertemente y no se observa resistencia interna negativa. En los tetrodos de haz, se pueden observar grandes polarizaciones negativas en la rejilla de control y bajas corrientes de ánodo, véase, por ejemplo, el CVC del tetrodo de haz KT88 . |
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| Inversión de corriente del ánodo . A principios de la década de 1920, el efecto dinatrón llegó tan lejos que la corriente del ánodo cambió de dirección: el número de electrones secundarios eliminados del ánodo y atraídos por la rejilla de protección superó el número de electrones emitidos por el cátodo y llegaron al ánodo. . Desde el punto de vista de un observador externo armado con un miliamperímetro, el ánodo se convirtió en un segundo cátodo. El dispositivo en el circuito del ánodo registraba la corriente de electrones que fluían hacia el ánodo, el dispositivo en el circuito de pantalla registraba la corriente que excedía la corriente de emisión del cátodo. [8] Recubrir los ánodos con óxidos que mejoran la función de trabajo eliminó la inversión de corriente del ánodo, pero no pudo eliminar la región de resistencia negativa. |