Elektronky III – Konstrukční uspořádání elektronek

By | 18.3.2003

Základem každé elektronky je skleněná či kovová vysoce vyčerpaná baňka /s případnou příměsí netečných plynů nebo rtuti/ a z elektrod. Elektrody jsou katoda, anoda a podle druhu elektronky také několik mřížek. Katoda je nejdůležitější částí elektronky. Katodou může být v podstatě každý kov, který je rozžhavením na cca 800°C schopen emise elektronů. Jde o co největší počet emitovaných elektronů, čili o potřebnou emisi, vzniklou při vysoké teplotě.

Většina běžně používaných kovů ale vysokými teplotami velmi měkne a ztrácí mechanickou pevnost. Z dostupných kovů se tedy nejlépe hodí wolfram, který má při vysokých teplotách ještě dostatečnou pevnost. Wolframová vlákna se používají hlavně u vysílacích elektronek největších výkonů. Pro běžné zesilovací a usměrňovací elektronky má samotný wolfram malou účinnost a proto se u speciálních elektronek kombinuje s thoriem. Tato kombinace má už poměrně vysokou schopnost emise elektronů, ale je velmi citlivá na přežhavení, kdy se thorium podstatně rychleji odpařuje a katoda tím ztrácí účinnost. Nejvyšším vývojovým stupněm takovýchto přímožhavených katod je wolframové vlákno pokryté kysličníky thoria, barya nebo vápníku.Přímožhavené zesilovací elektronky je nutno žhavit pouze ss napětím, protože st napětí by modulovalo tok elektronů z katody /vlákno se střídavě ohřívá a chladne/ a v signálu by se objevil nesnesitelný brum. Výjimkou jsou elektronky, které se zesilovacího procesu přímo neúčastní, např. usměrňovací diody. Přímožhavené zesilovací elektronky lze žhavit st proudem pouze tehdy, účastní-li se zesilovacího procesu ve dvojčinném zapojení /nf koncový stupeň/,kde se v přesně symetrickém výstupním transformátoru brumové složky odečítají /Telefunken/. Některé původně přímožhavené výkonné koncové elektronky, které jsou vyráběny dodnes, mají katody upraveny jako nepřímožhavené, tj. žhavicí vlákno v trubičce, které není od trubičky izolováno, ale je dokonce s trubičkou /katodou/ spojeno. Tím je získána potřebná tepelná setrvačnost a zachována kompatibilita při výměně ve starších přístrojích.Příkladem takto upravené elektronky byla dnes již nevyráběná AD1n z výroby Tesly a u které kvůli pseudopřímému žhavení musel být žhavicí proud zvýšen až na dvojnásobek. Proto byly vyvinuty elektronky s nepřímým žhavením, na malé výjimky dodnes používané. U nepřímožhavené elektronky je žhavicí vlákno vinuto bifilárně /protisměrně/ pro potlačení vlastní indukčnosti, izolováno keramickým tmelem nebo kysličníkem hlinitým a vloženo do žáruvzdorné trubičky, zhotovené z niklu s přísadou hořčíku, která je pokryta emisní vrstvou kysličníků barya či stroncia a teprve tvoří katodu. Celek má poměrně velkou tepelnou setrvačnost, umožňuje tedy žhavit vlákno st proudem bez modulace průchozího signálu a navíc je žhavicí vlákno od vlastní katody odizolováno. Teprve tato konstrukce katod umožnila rozvoj zesilovací techniky. Poslední funkční součástí i té nejjednodušší elektronky -diody- je anoda, která obklopuje v jisté, přesně nastavené vzdálenosti katodu. Je to nejvíce viditelná a největší z elektrod, protože musí rozptýlit poměrně velký ztrátový výkon, způsobený dopadem elektronů z katody – procházejícím proudem. Bývá vyrobena buď z hustého pletiva, nebo plechu speciálního složení, někdy ještě s přídavnými chladicími křídly. Vysílací a speciální elektronky velkých výkonů mají chladicí žebra vyvedena ven mimo elektronku, případně se jejich anody chladí průtokem vody.
Katoda, anoda a další elektrody musí mít zajištěnu vzájemně neměnnou polohu, čehož se dosahuje zvláštními můstky a držáky ze slídy nebo keramiky a celek je uvnitř baňky fixován opěrnými destičkami a křidélky. Tento elektrodový systém je tedy umístěn v baňce, ze které má být co nejdokonaleji vyčerpán vzduch. Nejdokonaleji proto, že zbytky vzduchu by mohly být tokem elektronů ionizovány, tok elektronů odchýlen a tím by se stala činnost elektronky velmi nestabilní. Nepatrný zbytek /několik málo molekul/ vzduchu, který nedokáží vyčerpat ani nejdokonalejší vývěvy, se odstraní tzv. getrem. Na některý z přívodů /nejčastěji anody/ se ještě před zatavením do baňky bodovým svarem připevní malá vanička, obsahující kovové magnezium. To se ve vf peci nebo vn impulsem zapálí a magnezium při hoření spotřebuje všechny případné zbytky vzduchu. Rozprášené a spálené magnezium pak vytvoří zevnitř na baňce charakteristické zrcátko.Některé starší a zvláště citlivé elektronky byly proti elektrostatickým polím a světlu stíněny a chráněny speciálním kovovým nástřikem, který měl /podle výrobce/ i různé barvy. Výhodné byly /a některé dodnes jsou/ starší elektronky s kovovou baňkou, které mají mnohem lepší mechanické i elektrické vlastnosti, které kromě toho mohou být daleko menší, než jejich skleněná obdoba. Celý systém je v těchto elektronkách uložen horizontálně na krátkých pevných nosnících, takže elektronka má stálejší parametry, malé sklony k mikrofonii a snadno se stíní pouhým ukostřením baňky. Některé americké i ruské elektronky se v tomto kovovém provedení dodnes vyrábějí.

Nepřímožhavená katoda

Původní uspořádání a schém. značka přímožhavené jednoduché diody

Napsat komentář