Kādi ir anoda sprieguma pamati?

Ja metāla gabals tiek uzkarsēts, tas izstaro elektronus, kas nes negatīvu elektrisko lādiņu. Uzlādētas daļiņas piesaista daļiņas, kurām ir pretējs lādiņš, un atgrūž tās, kurām ir līdzīgs lādiņš. Kad metāla gabals izstaro elektronus, tam ir pozitīvs lādiņš attiecībā pret šiem elektroniem. Tas liek elektroniem atgriezties metālā, jo tos piesaista tā pretējais lādiņš. Tā rezultātā ap metālu veidojas elektronu mākonis, ko sauc par kosmosa lādiņu.

Vakuuma caurule izmanto šo efektu, un tajā ir metāla plāksne, ko sauc par katodu, kas tiek uzkarsēta. Tiek pievienota otra metāla plāksne, ko sauc par anodu, un, kad anodam tiek uzlikts pozitīvs lādiņš, tas piesaista katoda izstarotos elektronus, un strāva plūst caur vakuuma cauruli. Šo pielietoto lādiņu sauc par anoda spriegumu, un, ja tas ir pozitīvs, tas liek strāvai plūst ātrāk, un to sauc par priekšējo nobīdi. Ja anoda spriegums ir negatīvs, tas ir pretrunā ar strāvas plūsmu un tiek saukts par pretējo nobīdi. Šo pēdējo īpašību, kas ļauj strāvai plūst tikai vienā virzienā caur vakuuma cauruli, sauc par taisnošanu.

Cauruli ar divām plāksnēm sauc par diodi. Trešās plāksnes pievienošana vidū rada triode un ļauj caurulei pastiprināt elektrisko signālu. Šo trešo plāksni sauc par vadības režģi, un tā ir vadu tīkls, caur kuru elektroni iet cauri ceļā no katoda uz anodu. Režģis atrodas tuvāk katodam, tāpēc jebkurš spriegums, kas tiek pievadīts režģim, palielina strāvas plūsmas radīšanas vai pretestības ietekmi. Tātad nelielas tīkla sprieguma izmaiņas rada lielākas izmaiņas strāvas plūsmā cauri caurulei.

Problēma ar šo dizainu ir tāda, ka, tā kā strāva tiek pastiprināta visā caurulē, tā izraisa anoda sprieguma izmaiņas. Tas savukārt ietekmē anoda strāvu un neļauj caurulei pastiprināties ar pilnu potenciālu. Lai samazinātu šo efektu, tika pievienots ceturtais elements, ko sauc par ekrāna režģi.

Tomēr ekrāna režģis radīja jaunu problēmu – kad anoda spriegums būtu zemāks par ekrāna režģa spriegumu, elektroni plūst no anoda uz ekrāna režģi. Tas izraisīja izkropļotu izejas signālu. Risinājums bija pievienot vēl vienu režģi, ko sauc par slāpētāja režģi. Tas ir nospriegots ar tādu pašu spriegumu kā katods un atgrūž jebkādas emisijas no anoda. Šāda veida piecu elementu vakuuma caurule tiek saukta par pentodu.

Tranzistori ir trīs elementu pusvadītāji, kas darbojas līdzīgi kā triode, lai gan faktiskie nosaukumi “anods” un “katods” tiek lietoti tikai dažos tranzistoru veidos. Viens no šādiem piemēriem ir programmējamais savienojuma tranzistors. Pusvadītāji veic tādas pašas pastiprināšanas un iztaisnošanas funkcijas, taču to spēja to darīt daudz mazākā iepakojumā un ar zemākām jaudas prasībām nodrošina mūsdienu elektroniskās un datortehnoloģijas.