Efectul dinatron în tuburile vidate este „tranziția electronilor de emisie secundară la un alt electrod”. [1] Bombardarea anodului lămpii cu electroni de înaltă energie elimină electronii de emisie secundară din acesta. Dacă, în același timp, unui alt electrod a fost aplicat un potențial care depășește potențialul anodului (de exemplu, o grilă de ecranare a unui tetrod ), atunci electronii secundari nu revin la anod, ci sunt atrași de un alt electrod. Curentul sarcinii anodului scade, curentul celuilalt electrod crește. La tetrode , efectul dinatron generează o stare nedorită de rezistență internă negativă , în care o creștere a tensiunii anodului este însoțită de o scădere a curentului anodului (în cazuri extreme, curentul anodului poate chiar schimba direcția totală). În pentode , efectul dinatron este suprimat prin introducerea unei a treia grile (antidinatron), care împiedică electronii secundari să scape din câmpul anodic.
În 1918, cercetătorul de la General Electric Albert Hull a propus un nou tip de tub cu vid , dinatronul . [2] Înainte de a se alătura ingineriei radio, Hull a studiat filologia greacă și ulterior și-a numit invențiile cu nume grecești: dynatron etc.,magnetron,thyratron,pliotron, Primul anod al dinatronului arăta ca grila unei triode obișnuite („audion” de Forest ), dar, spre deosebire de triodă, a trebuit să i se aplice o tensiune de polarizare pozitivă. La un anumit raport de tensiune la anozi , o creștere a tensiunii la al doilea anod a dus la o scădere a curentului prin acesta. Hull a sugerat folosirea dinatronilor unici ca generatori de oscilații de înaltă frecvență și a perechilor de dinatroni cuplati direct ca amplificatoare neinversoare.
În 1926, același Hull a încrucișat o triodă și un dynatron, plasând o grilă de ecranare între grilă și anod - un analog al „primului anod” din dynatronul său din 1918. În același an, Henry Rounda adus ideea, prezentată pentru prima dată de Walter Schottky (1916), la producția de serie - primele tetrode de radiofrecvență în serie au intrat pe piață . [4] Noul tub a depășit trioda la frecvențe înalte, dar la tensiuni joase ale anodului a prezentat același „efect dinatron” ca și dinatronul Hull. De aici și definiția alternativă a substantivului „dinatron” - „tetrod, a cărui tensiune la anodul căruia se menține mai mică decât tensiunea de pe grila de ecranare”. [5]
Funcția de lucru a unui electron dintr-un anod metalic este, în funcție de materialul anodului, unități de electron volți (eV). Aproape fiecare electron incident pe anod din exterior cu o energie mai mare de 10...15 eV [6] este capabil să elimine un electron secundar lent din anod. În modurile normale de funcționare ale unei lămpi cu vid, energia electronilor care bombardează anodul este în mod evident mai mare decât acest prag - sute de eV în lămpile receptoare-amplificatoare, mii de eV în lămpile generatoare, zeci de mii de eV în kenotronii de înaltă tensiune .
Într-o diodă sau triodă în vid , pe grila căreia se aplică o tensiune de control negativă, electronii secundari sunt atrași de câmpul anodic. O zonă îngustă de sarcină spațială apare în apropierea anodului , dar electronii nu sunt capabili să o părăsească. Dacă, pe de altă parte , o tensiune pozitivă care depășește tensiunea anodică este aplicată rețelei triode , atunci unii dintre electronii secundari vor putea părăsi câmpul anodic și se vor precipita către rețea. Un miliampermetru în circuitul anodic va înregistra o scădere a curentului anodului, un miliampermetru în rețeaua de rețea va detecta apariția unui curent de rețea. O triodă obișnuită de recepție-amplificare va muri inevitabil în timpul unui astfel de experiment, dar primele triode din anii 1920 au permis un astfel de regim. [7]
Efectul dinatron este cel mai pronunțat la tetrode . În funcție de raportul tensiunilor de pe anod și grila de ecranare, precum și de măsurile luate pentru suprimarea efectului dinatron, acesta se manifestă în diferite grade:
| Neliniaritatea (deformarea) a dependenței monoton crescânde a curentului anodic de tensiunea anodului . La tensiuni joase ale anodului, creșterea curentului anodic poate rămâne în urma naturii calculate de „triodă” a dependenței ( legea Child-Langmuir ), cu toate acestea, în toate modurile, rezistența internă rămâne pozitivă. Acest comportament este caracteristic pentodelor de înaltă putere și frecvență joasă și tetrodelor fasciculului . Condițiile normale de funcționare ale acestor lămpi, de regulă, se află cu mult dincolo de secțiunile „dinatron” ale caracteristicilor lor I-V. | |
| Rezistența internă negativă se observă la tetrode atunci când, odată cu creșterea tensiunii anodului, fluxul de electroni secundari din anod către grila de ecranare crește mai repede decât curentul electronilor primari incident pe anod. Se observă o secțiune descendentă pe caracteristica anodică curent-tensiune. Odată cu o creștere suplimentară a tensiunii anodului, efectul dinatron slăbește, iar curentul începe să crească din nou. De regulă, rezistența internă negativă este extrem de nedorită, deoarece poate genera autoexcitarea amplificatorului. În pentode, efectul dinatron este puternic suprimat și nu se observă rezistență internă negativă. În tetrodele cu fascicul, se poate observa la polarizări negative mari pe grila de control și curenți anodici mici, vezi, de exemplu, CVC-ul tetrodului fasciculului KT88 . |
|
| Inversarea curentului anodic . La începutul tetrodelor anilor 1920, efectul dinatron a mers atât de departe încât curentul anodului și-a schimbat direcția: numărul de electroni secundari scoși din anod și atrași de grila de ecranare a depășit numărul de electroni emiși de catod și a ajuns la anod. . Din punctul de vedere al unui observator extern înarmat cu un miliampermetru, anodul s-a transformat într-un al doilea catod. Dispozitivul din circuitul anodului a înregistrat curentul electronilor care curge în anod, dispozitivul din circuitul ecranului a înregistrat curentul care depășește curentul de emisie a catodului. [8] Acoperirea anozilor cu oxizi de îmbunătățire a funcției de lucru a eliminat inversiunea curentului anodic, dar nu a putut elimina regiunea de rezistență negativă. |