Đèn điện tử chân không

Đèn điện tử chân không

Đèn điện tử chân không hai cực

Đèn điện tử chân không ba cực
Trước đây,đèn điện tử chân không (vacuum tube, còn được gọi tắt là tube hay valve)
còn thường được gọi là đèn điện tử hoặc bóng điện tử là một
linh kiện điện tử. Ngày
nay, nhờ ứng dụng tính chất của chất bán dẫn, phần lớn các đèn này được thay thế bằng
các linh kiện điện tử khác nhỏ và rẻ hơn nhiều. Đầu
thế kỉ 21, có sự quan tâm trở lại của
đèn điện tử chân không, vào thời điểm này có sự hình thành của
vi ống phát ra trường.
Bản chất của đèn điện tử có kích thước lớn, khi hoạt động toả ra nhiều nhiệt. Hiện nay
hầu hết các thiết bị điện tử đã không còn dùng đèn này nữa mà dùng các
linh kiện bán
dẫn để thay thế (transistor, IC...). Tuy nhiên trong lĩnh vực chế tạo ampli cho giới sành
nhạc, người ta vẫn rất chuộng ampli đèn, lý do là vì ampli đèn có khả năng tạo ra âm
thanh trung thực bởi tính chất của nó (trình bày ở phần sau).
Nguyên lý hoạt động
Đèn điện tử là một loại thiết bị dựa vào sự khống chế luồng điện tử phát xạ để thực hiện
những yêu cầu kỹ thuật phức tạp.
Khi hoạt động, các đèn điện tử cần đốt nóng các sợi đốt (một sợi ở đèn hai cực, ba cực
đơn hoặc nhiều sợi ở các đèn điện tử kép), khi nhiệt độ các sợi đốt đạt đến một mức độ
nào đó, động năng của chúng thắng sự liên kết của kim loại và sẵn sàng nhảy ra khỏi bề
mặt kim loại của sợi đốt.
Để điều khiển các đèn điện tử chân không, giữa các cực cần có một điện trường, chính
các điện trường này đã tạo ra dòng điện trong chân không: điện tử di chuyển đến a-nốt.
•
Nếu là đèn điện tử hai cực: Dòng điện tử đơn thuần di chuyển từ ca-tốt đến a-nốt
với cường độ phụ thuộc vào điện trường tạo ra (cùng các thông số khác của đèn

ảnh hưởng đến)
•
Nếu là đèn điện tử ba cực, dòng điện này phụ thuộc vào cực điều khiển (như
hình), điện trường cực điều khiển sẽ quyết định đến cường độ dòng điện đi đến a-
nốt.
Do điện tử có khối lượng rất nhỏ, chuyển động hầu như không có quán tính nên sự không
chế luồng điện tử này có thể tạo nên những luồng điện tức thời. Điện tử lại có diện tích
rất nhỏ cho nên khống chế luồng điện tử về mặt số lượng có thể tạo được những dòng
điện rất nhỏ cho những dụng cụ cần độ nhạy cao, những biến thiên rất nhỏ cũng được
cảm nhận, có thể tập trung để tạo được dòng điện rất lớn cho những dụng cụ cần có công
suất mạnh. Đây chính là ưu điểm của đèn điện tử chân không so với các transistor điện tử
bán dẫn khiến cho chúng còn được sử dụng trong các bộ ampli công suất để khuyếch đại
tín hiệu tương tự. (Ở transitor có thể không "mở" khi mức độ tín hiệu (tương tự) thấp hơn
một giá trị nhất định nào đó, dẫn đến sự khuếch đại bị thất thoát, làm ảnh hưởng đến âm
thanh được khuếch đại)
Như vậy về mặt tần số, có những dụng cụ điện tử làm việc tới 10 mũ 12 Hz, về mặt công
suất có những đèn phát tới vài trăm kw.
Năng lượng điện là loại năng lượng dễ chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác nên
dụng cụ điện tử rất tiện dụng cho những quá trình vật lý phức tạp như những biến đổi
quang – điện, nhiệt – điện, bức xạ...
Ứng dụng
Với những ưu điểm đó, dụng cụ điện tử có thể thực hiện được nhiều chức năng kỹ thuật
từ đơn giản đến phức tạp như:
•
Đèn điện tử hai cực (tương đương điốt): nắn điện, tách sóng.
•
Đèn điện tử chân không ba cực (tương tự các transistor bán dẫn): khuyếch đại, tạo
sóng, biến tần, hiện sóng, chỉ thị báo hiệu, truyền hình, đo lường, tự động...
Phân loại
Đèn điện tử có rất nhiều loại, nhiều công dụng khác nhau nên có rất nhiều cách phân loại.

Về mặt công dụng có thể chia làm đèn khuyếch đại, đèn nắn điện, đèn tách sóng, đền đổi
tần, đèn phát, đèn tạo sóng, đèn chỉ thị...
Về mặt chế độ công tác có thể chia làm đèn làm việc theo chế độ liên tục, đèn làm việc
theo chế độ xung.
Về mặt tần số có thể chia làm đèn âm tần, đèn cao tần, đèn siêu cao tần.
Về mặt kết cấu nội bộ đèn có thể chia làm đèn 2 cực, đèn 3 cực, 4 cực, năm cực, nhiều
cực, đèn ghép, đèn kép, đèn nung trực tiếp, đèn nung gián tiếp đèn ca tốt lạnh. Về mặt kết
cấu ngoại hình có thể làm làm đèn vỏ thủy tinh, đèn vỏ kim loại, gốm.
Về mặt làm nguội có thể chia làm đèn làm nguội tự nhiên, làm nguội bằng gió, làm nguội
bằng nước chảy đối lưu, làm nguội bằng cách bay hơi.
Về cách bố trí các chân đèn để sử dụng đế đèn có thể chia làm loại 8 chân (octal), 9 chân
tăm (noval), Rimlock, chân chìa...
Người ta còn chia làm loại đèn chân không và đèn có khí, trong đó có đèn gazotron,
thyratron, đèn ổn áp (Stabilitron).
Về nguyên lý công tác, đèn điện tử còn có các loại manhêtron, klystron, đèn sóng chạy
dùng cho lĩnh vực siêu cao.
Về hiệu ứng sử dụng còn có các loại đèn tia âm cực dùng cho máy hiện sóng, máy thu
hình áp dụng tính năng điện – quang để xem sóng, xem hình có các loại đèn quang điện
(tế bào quang điện) đèn nhãn quang điện để thể hiện sự biến đổi ánh sáng thành sự biến
đổi của dòng điện dùng cho âm thanh chiếu bóng hoặc trong thiết bị kiểm tra tự động.
Tóm lại, có rất nhiều cách phân loại đèn điện tử và có rất nhiều loại đèn điện tử thực hiện
được nhiều yêu cầu kỹ thuật phức tạp và ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau
của kỹ thuật.