Elektronky II – Princip funkce elektronek a historie

By | 12.3.2003

Na jev, který při své činnosti elektronky využívají, přišel zcela náhodou Thomas Alva Edison při pokusech se svými žárovkami. Edison se snažil vypátrat příčiny krátké životnosti jeho žárovek a černání baněk, přičemž do pokusné žárovky zatavil nad vlákno ještě jednu pomocnou kovovou destičku. Na vlákno připojil tehdy obvyklé ss napětí 100V a mezi vlákno a pomocnou destičku zapojil citlivý galvanometr /mikroampérmetr/.

Zjistil, že pokud je na pomocnou destičku připojen záporný potenciál zdroje, galvanometr neukazoval žádný proud. Jakmile byl ale na destičku připojen kladný pól, procházel z vlákna na pomocnou destičku a tím také praktickým vzducho-prázdnem baňky jistý proud. Sám Edison si tento jev nedovedl vysvětlit a objasnil jej až J. Thomson, který na tomto principu později zkonstruoval první použitelný usměrňovač. Takto vytvořený systém byla vlastně elektronka o dvou elektrodách, tzv. dioda. V Anglii navrhl profesor J.A. Fleming, inspirován Edisonem a Thomsonem, diodovou elektronku k detekci vf signálů /GB Pat.24850, 16.11.1904/, která jako detektor fungovala výborně a tak Flemingovy diody byly od r. 1905 vyráběny sériově společností Edison-Swan Electric Co.
V roce 1907 dělal pokusy s ilegálními kopiemi Flemingových diod – za což si vysloužil od Fleminga žalobu – Američan Lee de Forest, který do baňky vložil mezi žhavicí vlákno a anodu ještě další elektrodu v podobě drátěné síťky a zjistil, že přikládáním napětí různé polarity a velikosti mezi drátěnou mřížku a vlákno lze v poměrně širokých mezích ovlivňovat proud, tekoucí od vlákna k anodě. Zjistil také, že malé změny napětí mezi mřížkou a vláknem vyvolávají velké změny proudu mezi vláknem a anodou. Ani de Forest nedokázal tento jev uspokojivě vysvětlit, ale zcela správně vyvodil, že takto uspořádaný systém elektrod vlastně může zesilovat. Tak byla na světě první trioda – elektronka o třech elektrodách. Sám Lee de Forest ani netušil, že jde o nejzásadnější objev v historii radiotechniky. De Forestovy triody byly ale bohužel velmi nespolehlivé a nestabilní, protože v době jejich vzniku ještě nebylo možno vyčerpat baňky na tak vysoký stupeň vakua, jak to ke své činnosti elektronky potřebují. Nevědělo se také nic o odplynování použitých materiálů, emisních schopnostech vzácných zemin atd. V roce 1912 Američan rakouského původu F. Lowenstein /jeden z asistentů Nikoly Tesly/ zdokonalil triodu natolik, že již byla schopna zesilovat nf signály, případně i vytvořit stabilní oscilátor. Přitom zjistil, že pro správnou činnost a nezkreslený zvuk musí mít mřížka proti katodě záporné předpětí. Lowenstein si nechal tato zapojení patentovat a v roce 1918 od něj tyto patenty odkoupila americká společnost General Electric a dále triodu zdokonalovala. Začátkem r.1912 usilovně hledala telefonní společnost American Telephone&Telegraph /AT&T/ účinný zesilovač, vhodný pro nasazení na telefonních linkách. 1.12. získal H. Arnold, mladý fyzik pracující u společnosti Western Electric, příležitost k výzkumu ještě poměrně nedokonalých triod. Arnold byl obeznámen s vakuovou technikou a elektronovou emisí a na rozdíl od de Foresta ihned rozpoznal možnosti triod a přišel na to, jak elektronku vylepšit. Původní kovovou katodu nahradil kysličníkovou, zlepšil vakuum i mechanickou stabilitu systému a už uprostřed prosince měl k dispozici triodu, která byla schopna provozu s anodovým napětím až 200V a mnohonásobným zesílením. O deset měsíců později už mohla splečnost AT&T vybavit telefonní linky Washington – New York účinnými elektronkovými zesilovači a odkoupit od de Foresta, nacházejícího se ve finanční tísni všechna autorská práva a patenty zapojení zesilovačů s triodami. V zimě 1913 dělal pokusy s triodami mladý Američan E.H. Armstrong, který objevil a nechal patentovat vf zpětnou vazbu, se kterou bylo možné konstruovat přijímače s daleko vyšší citlivostí. První společností, které poskytl Armstrong práva na využití tohoto patentu, byla 6.10.1914 firma Telefunken, která na podobném zapojení již usilovně pracovala a Armstrongův patent jí pomohl značně urychlit vývoj a sériovou výrobu citlivých přijímačů.

Edisonův pokus

Napsat komentář