Trioda

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Schématická značka nepřímo žhavené triody

Trioda je elektronka se třemi elektrodami: Anodou, katodou a mezi nimi umístěnou mřížkou. Je to nejjednodušší zesilovací elektronka, používaná k zesilování signálu. Patřila k široce používaným součástkám, tvořícím základ elektronických zařízení v 1. polovině 20. století. Některé její nevýhodné vlastnosti vedly k vývoji elektronek s více elektrodami (tetroda, pentoda), ale pro svou jednoduchost se využívala, dokud nebyly elektronky postupně vytlačeny polovodiči. Triody se dosud používají v některých kvalitních audio zesilovačích, v profesionální zvukové technice a v kytarových zesilovačích.

Zapojení[editovat | editovat zdroj]

Stejně jako ostatní elektronky může být i trioda žhavena přímo nebo nepřímo.

K napájení triody se používá dvojice nebo trojice zdrojů:

  • žhavení - žhavení katody tvoří samostatný obvod. U starších přístrojů s přímým žhavením se používala dokonce samostatná baterie. Žhavicí napětí se pohybuje v řádu jednotek až desítek voltů a proudy desítek až stovek miliampér.
  • obvod anody - obvod, přes nějž se uzavírá zesílený signál. Napětí se pohybuje v desítkách až stovkách voltů (kladné proti katodě). U speciálních elektronek i více.
  • záporné předpětí mřížky - mřížka se obvykle nabíjí na napětí o několik voltů nižší než katoda. Tím se zamezí proudu v obvodu mřížky v zapojeních, kde by tento proud vadil. Používala se k tomu odbočka na baterii, samostatná malá baterie nebo odporový dělič.

Proudová charakteristika[editovat | editovat zdroj]

Příklad měření charakteristiky triody
Charakteristika triody

Proudová charakteristika triody udává závislost proudu mezi katodou a anodou na napětí na mřížce. V pracovní oblasti lze tuto závislost považovat zhruba za lineární. Poměru změna(anoda←katoda)/(změna napětí na mřížce) se říká strmost.

Příklad obvodu pro měření charakteristik triody je na obrázku vpravo.

  • B1 – baterie žhavení
  • B2 – baterie obvodu anody
  • B3 – baterie záporného předpětí mřížky
  • Rf – odpor pro omezení žhavícího proudu
  • Rg – potenciometr nastavující napětí na mřížce
  • Ra – odpor, simulující zátěž v anodovém obvodu.
  • Ug – napětí na mřížce
  • Ig – proud na mřížce
  • Uo – napětí na výstupu
  • Ia – proud v anodovém obvodu
  • K – katoda
  • G – mřížka
  • A – anoda

Schéma rozložit na trojici samostatných obvodů, každý s vlastním zdrojem.

  • Žhavicí obvod – je tvořen baterií B1, rezistorem Rf a žhavicím vláknem (nebo přímo katodou, pokud by se jednalo o přímo žhavenou triodu)
  • Obvod anody – je tvořen baterií B2, katodou K, Anodou A, zátěží Ra a ampérmetrem, který měří procházející proud. Popsané pořadí odpovídá toku elektronů (a je opačné proti dohodnutému směru proudu v obvodech)
  • Obvod mřížky – zde tvořený spojenými bateriemi B2 a B3, potenciometrem Rg , mřížkou a katodou. V tomto obvodu obvykle teče zanedbatelný proud. Baterie B3 slouží k získání záporného napětí proti katodě.

Graf pak ukazuje jak se projeví změny napětí na mřížce. Střed grafu odpovídá nulovému napětí na mřížce. v tomto stavu se chová elektronka jako dioda - elektrony se pohybují od rozžhavené katody směrem k anodě. Pokud je na mřížku přivedeno záporné napětí (levá část grafu), elektrony jsou mřížkou odpuzovány a jejich proud slábne. Pokles toku elektronů je úměrný přivedenému napětí. Pokud je na mřížku naopak přivedeno kladné napětí, jsou elektrony urychlovány a jejich proud roste. Zároveň je ale část elektronů přitažena i k mřížce a mezi katodou a mřížkou protéká proud (v grafu je jeho velikost vyznačena červeně). Pro vysoká napětí na mřížce může dokonce tento proud přerůst proud na anodě. Trioda je proto obvykle provozována v oblasti záporného napětí na mřížce. V grafu je tato část charakteristiky vyznačena modře.

Kapacity mezi elektrodami[editovat | editovat zdroj]

Trioda je ve své pracovní oblasti téměř ideálním zesilovacím prvkem. Pro vyšší frekvence nastává problém s kapacitami elektrod - speciálně s kapacitou mezi mřížkou a anodou. Obě elektrody se chovají jako kondenzátor. Kapacita tohoto kondenzátoru se pohybuje obvykle okolo 1,5 pF (např. ECC83, ECC88, ECC85)[1], u ECC86 je pouze 0,005 pF. Změny napětí na anodě jsou výrazně větší než změny na mřížce (je to dáno strmostí charakteristiky, vnitřním odporem triody, zatěžovacím odporem, ...). Tyto změny se díky kapacitě mezi elektrodami přenášejí zpět na mřížku a tak ovlivňují napětí na vstupu. Pro malé frekvence je obvykle ovlivnění zanedbatelné (proto se triody používaly velmi dlouho v nízkofrekvenčních zesilovačích), pro vysoké frekvence to ale představuje problém, který vedl k vývoji elektronek s více elektrodami (tetroda, pentoda, svazková tetroda) a později triod s vysokou strmostí (např. ECC88), které mohou zesilovat vyšší frekvence než pentody.

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Katalog elektronek Tesla Rožnov 1964