„Elektroncső” változatai közötti eltérés

Innen: HamWiki
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
a
 
(70 közbenső módosítás, amit 5 másik szerkesztő végzett, nincs mutatva)
1. sor: 1. sor:
−
== Alapok ==  
+
== Alapok ==
 +
 
 +
[[Kép:trioda_dia.jpg|right|thumbnail|300px|Részlet egy korabeli ismeretterjesztő [http://server.kossuth-saujhely.sulinet.hu/diafilm/main9.htm diafilmből].]]
 +
Az '''elektroncsövek''' (ang. electron tubes/valves, ném. Elektronenröhre)
 +
légritka térben lezajló elektronfizikai jelenségeken alapuló eszközök.
 +
Az elektroncsövek fénykora a XX. század első felére esett.
 +
Első aktív eszközként meghatározták az elektronika, a rádiótechnika
 +
fejlődését.
 +
 
 +
A csövek legalább két elektródával rendelkeznek: a ''katóddal'' és az ''anóddal''.
 +
A legtöbb elektroncső elektromosan fűtött katóddal rendelkezik.
 +
A forró katódból elektronok lépnek ki (ez a
 +
[http://en.wikipedia.org/wiki/Thermionic termikus elektronemisszió])
 +
és ha az anódra a katódhoz képest pozitív feszültségek kapcsolunk, akkor
 +
megindul az elektronáram. Ha viszont az anód feszültsége negatív, akkor nem tud áram
 +
folyni, mert az anód nem fűtött, tehát nincsenek körülötte elektronok.
 +
Ez az eszköz a ''dióda'', amely egyenirányításra alkalmazható.
 +
 
 +
Az elektroncsövek őse az izzólámpa volt. Az magyar technikai irodalomban is először nem csöveknek, hanem ''lámpáknak'' nevezték őket.
 +
 
 +
 
 +
=== Előnyök - hátrányok ===
 +
 
 +
A csövek előnyei
 +
* túlterhelésre kevésbé érzékenyek, mint a félvezetők
 +
* nagyobb teljesítmények és feszültségek erősíthetők velük
 +
 
 +
Hátrányai
 +
* nagy méret
 +
* a fűtés komoly teljesítményt kíván
 +
* magas anódfeszültség szükséges
 +
* zajtulajdonságaik rosszabbak, mint a félvezetőké
 +
 
 +
 
 +
Jelenleg is használt csöves felépítésű eszközök:
 +
* "hagyományos" (képcsöves) TV-k, monitorok
 +
* mikrohullámú sütők
 +
* műsorszóró rádióadók
 +
 
 +
=== A fűtés és a katód ===
 +
 
 +
A régebbi csövekben a fűtőáram úgy melegítette a katódot, hogy egyszerűen átfolyt rajta. Ezek a ''közvetlen fűtésű'' csövek. Itt a katód és a fűtés áramköre galvanikus kapcsolatban van egymással. Erre a cső használatakor feltétlenül ügyelni kell. A katód kezdeteben (mint az izzólámpákban) egy wolframszál volt. Ez kb. 2000 C körül kezdi emittálni, ami elég nagy fűtőteljesítményt kíván. Később megjelentek a bevonatos (bárium, stroncium és ezek oxidjai) katódok. Ezek már 1000 C körüli hőmérsékleten is jól emittálnak, a katód csak halvány vörösen izzik.
 +
 
 +
Az korszerűbb csövekben a katód anyagát egy szigetelő hengerre viszik fel, és ebben a hengerben fut a ''fűtőszál'' (''közvetett fűtésű'' csövek). Így a két kör el van egymástól szigetelve, ami egyszerűsíti az áramköri felhasználást (csak a fűtés-katód kapacitásra kell figyelni). Arra is ügyelni kell, hogy a fűtőkör meghatározott potenciálon legyen (ne lebegjen), ellenkező esetben a fűtés-katód szigetelés átüthet. A közvetett fűtés további előnye, hogy a fűtőszál-katód rendszer tömege és ezáltal a hőtehetetlensége megnő, ami által csak alig lesz érzékeny a váltóáramú fűtés lüktetéseire.
 +
 
 +
A csövek adatlapján mindig megadják a szükséges fűtőfeszültséget vagy -áramot. Az előírt értéket mindig be kell tartani. Amennyiben kisebb teljesítményt kap a fűtés (''alulfűtés''), akkor a katód elektronkibocsájtó képessége csökken és egyenetlen lesz. Ezáltal a cső paraméterei romlanak és a katódon kráterek képződnek, ami hosszútávon a cső tönkremeneteléhez vezet. Nagyobb fűtőteljesítmény (''túlfűtés'') nagyon igénybe veszi a katódot, anélkül, hogy az emisszió növekedne. Ezáltal rendkívüli módon csökken a cső élettartama.
 +
 
 +
A fűtés kapcsolása két csoportra osztható
 +
* ''párhuzamos fűtés'' - a fűtőfeszültség adott (pl. 6,3 V), több cső párhuzamosan kapcsolandó a fűtőfeszültségre;
 +
* ''soros fűtés'' - a fűtőáram adott (pl. 300 mA), több cső esetén a csövek fűtéseit sorba kell kapcsolni.
 +
 
 +
A soros fűtést elterjedten alkalmazták TV készülékekben, ahol a nagy csőszám miatt a teljes fűtőfeszültség a hálózati feszültséghez közelinek adódott és így nem volt szükség fűtőtranszformátorra.
 +
 
 +
Ugyan legtöbbször váltóáramú fűtést alkalmaznak, de a csövek egyenárammal is fűthetők. A közvetlen fűtésű csöveket pedig kifejezetten egyenárammal kell fűteni, különben a fűtésen keresztül [[brumm]]os lesz az áramkör.
 +
 
 +
=== Az anód ===
  
 
== Dióda ==
 
== Dióda ==
  
−
Kételektródás elektroncső, mely anóddal, és katóddal rendelkezik.
+
Kételektródás elektroncső, mely anóddal és katóddal rendelkezik. Ha az anódra a katódhoz képest pozitív feszültséget kapcsolnak, akkor vezet. Különben lezár, azaz egyenirányításra alkalmas.
 +
 
 +
Érdekes megjegyezni, hogy a (vákuum)diódán (ellentétben a félvezető diódával) akkor is folyik áram, ha az anód feszültsége nulla. Ennek oka az, hogy a katódból kilépő elektronok az anód gyorsító hatásának hiányában is rendelkeznek akkora sebességgel, hogy elrepüljenek az anódig, azaz áramot hoznak létre. Ezt nevezik ''indulóáramnak''.
 +
 
 +
A dióda nyitófeszültsége nem olyan jól meghatározott, mint a félvezetőknél. Az vákuumdióda anódárama közelítőleg így függ az anód-katód feszültségtől:
 +
 
 +
<math>I_{\rm a} = U_{\rm ak}^{3/2}.</math>
 +
 
 +
<gnuplot>
 +
  set output 'vakuumdioda_karakterisztika.png'
 +
  set grid
 +
  set size 0.6, 0.4
 +
  set yrange [-5:50]
 +
  set xlabel "Uak (V)"
 +
  set ylabel "Ia (mA)"
 +
  set key right bottom
 +
  plot [-2:8] (x<-1?0:1.5*(x+1)**1.5) w l linewidth 3 title "Vákuumdióda",1*(exp(x/0.2)-1) title "Félvezető dióda"
 +
</gnuplot>
 +
 
 +
 
 +
Felhasználási területe: [[egyenirányítás]], [[demodulálás]].
  
 
== Trióda ==
 
== Trióda ==
  
−
A trióda egy háromelektódás elektroncső, mely anóddal, katóddal, és vezérlőráccsal rendelkezik
+
A trióda egy háromelektódás elektroncső, mely anóddal, katóddal és vezérlőráccsal rendelkezik.
  
−
== Tetróda ==  
+
== Tetróda, pentóda ==
  
 
== Hexóda, heptóda ==  
 
== Hexóda, heptóda ==  
19. sor: 94. sor:
 
=== Glimmlámpa ===  
 
=== Glimmlámpa ===  
  
−
=== Számkijelző cső (Nixie-cső) ===  
+
=== Számkijelző cső (Nixie-cső) ===
 +
 
 +
[[Kép:nixie.png|right|thumbnail|300px|Számkijelző cső felépítése (1: anód-háló, 2: kijelző katódok).]]
 +
 
 +
A ''számkijelző csöveket'' (elterjedt nevükön Nixie-csöveket) számjegyek és más szimbólumok kijelzésére használják.
 +
 
 +
Működési elvük a glimmlápáéval egyezik meg. Az anód hálós kialakítású, hogy át lehessen rajta látni. Az egymás mögött elhelyezkedő vékony katódok formázzák a kijelzendő karakteretek. A kijelzés attól függ, hogy melyik katódra kerül az anódhoz képest negatív feszültség. Azon a katódon ködfénykisülés indul be, ami által a katód körvonala láthatóvá válik.
 +
 
 +
Legtöbbször 99% neon töltéssel rendelkeznek és piros színű kijelzést adnak. A kijelzés kontrasztját sok esetben a búrára felvitt sötét bevonattal (lakkal) növelik meg.
 +
 
 +
A tipikus feszültségigényük 170-200 V 2-4 mA áram mellett. Egyes típusoknál (mint az ábrán is) a kijelzést a búra vége felől kell nézni, más típusok esetén oldalirányú a kijelzés.
 +
 
 +
 
 +
[[Kép:nixie_anim.gif|right|thumbnail|300px|[http://www.tube-tester.com/sites/nixie/data/z560m.htm Z560M] cső számjegyei.]]
 +
 
 +
 
 +
Érdekes történeti adalék, hogy ugyan már az 1930-as évektől léteztek  számkijelző csövek, de az első igazán megbízható konstrukciót a Newark-beli
 +
[http://www.warrennj.org/wths/haydu.htm Haydu Brothers Laboratories] fejlesztette ki. Ezt a céget 1936-ban alapították a magyar származású Haydu testvérek, Zoltan és George. 1954-ben a Burroughs Corporation vásárolta meg a céget és vele együtt a kifejlesztett eszközöket. Az ő bejegyzett névjegyük lett az 1954-ben megjelent ''Nixie'', ami a "''N''umeric ''I''ndicator (Ex)=''X'' perimental No. ''I''" rövidítéséből származik.
  
 
=== Varázsszem ===  
 
=== Varázsszem ===  
  
−
=== Katódsugárcső (CRT) ===  
+
=== Katódsugárcső (CRT = Cathode Ray Tube) ===
 +
 
 +
[[Kép:CRT.jpg]]
 +
 
 +
A katódsugárcső olyan elektroncső, melynek katódjából nagy sebességű, fókuszált  elektronok haladnak az ernyő felé. Az ernyő belső felülete un. fényporral van bevonva. A nagy sebességű elektronok mozgási energiája a fényporba történő becsapódáskor részben fény - részben pedig hőenergiává alakul át, így a becsapódás helyén egy fénypont válik láthatóvá.
 +
 +
A fénypont helyét az ernyőn a a katódsugárcső függőleges illetve vízszintes eltérítő elektródáira adott feszültséggel lehet befolyásolni.
 +
 
 +
A függőleges eltérítő elektródapár két vízszintes, egymással szemben elhelyezett eltérítő lemezből áll, melyek között haladnak át a katódból az ernyő felé haladó elektronok. Ha e két eltérítő lemez közül pl. a felső pozitívabb, az alsó negatívabb potenciálon van, a köztük áthaladó, negatív töltésű elektronokat a felső eltérítő lemez jobban vonzza mint az alsó, ezért az elektronsugárra felfelé ható erő hat, és az felfelé térül el. Az eltérítő erő, és így az elektronsugár eltérülésének nagysága az eltérítő lemezek közé kapcsolt feszültséggel arányos. Az eltérítő elektródapárra fordított polaritású feszültséget kapcsolva, az elektronsugár lefelé térül el.
 +
Teljesen hasonló módon téríti el vízszintes irányban az elektronsugarat a két függőleges, egymással szemben elhelyezett vízszintes eltérítő lemez, a közéjük kapcsolt feszültség irányától függően balra vagy jobbra, illetve a feszültség nagyságával arányos mértékben.
 +
 
 +
Az eltérítő elektródákra kapcsolt, megfelelő irányú és nagyságú feszültséggel az elektronsugár becsapódási helye az ernyő aktív területének bármely pontjára beállítható.
 +
 
 +
 +
 
 +
 
 +
==== A fénypor ====
 +
 
 +
A fénypor feladata, hogy az elektronok becsapódása (gerjesztés) hatására fényt bocsátson ki. Elkerülhetetlen azonban, hogy a becsapódó elektronok energiájának egy része hővé alakuljon. Azt, hogy a becsapódott elektronok energiájának hány %-a alakul fénnyé, a fénypor hatásfoka adja meg. Ez - a fénypor összetételétől függően - 5% és 25% között van, tehát az energia nagyobb része hővé alakul.
 +
 +
Nagy fényerő esetén nagy a keletkező hő mennyisége is, és - különösen akkor, ha az elektronsugár az ernyőnek folytatólagosan ugyanazt a pontját gerjeszti - a fénypor az adott helyen túlhevülhet, és fénykibocsátó képessége csökkenhet vagy megszűnhet (a fénypor kiég).
 +
 
 +
A fénypor összetételétől nem csak hatásfoka (kiégésre való hajlama) függ, hanem a keletkező fény intenzitása, spektrális összetétele (színe) is. Utóbbinak azért van jelentősége, mert különféle célokra más-más szín a megfelelőbb.
 +
 
 +
A fénypor nem csak a gerjesztés közben bocsát ki fényt (fluoreszcencia), hanem - egyre csökkenő intenzitással - a gerjesztés megszűnte után az un. utánvilágítási idő alatt is (foszforeszcencia). A kibocsátott fény színe más lehet a fluoreszcencia ill. a foszforeszcencia időtartama alatt.
 +
 
 +
Ha pl. a leolvasást szabad szemmel végzik, figyelembe kell venni, hogy (szokásos megvilágítás mellett) az emberi szem érzékenységi görbéjének a maximuma 560 nm hullámhossz körül van, azaz az emberi szem a sárgászöld színű fényt látja a legintenzívebbnek. Ennek megfelelően leggyakrabban az (amerikai JEDEC szabvány szerinti) P-31 jelű, sárgászöld színű, közepes utánvilágítású, nagy fényerejű, a kiégésre kevéssé hajlamos fényport alkalmazzák.
 +
 
 +
Ha a mérési eredményt a képernyő fényképezésével kívánják dokumentálni, a film érzékenységi görbéjének megfelelően a (470 nm hullámhosszú) kék színű fényt kibocsátó, közepes utánvilágítású P-11 jelű fénypor az előnyösebb.
 +
 +
Más célokra más tulajdonságú, pl. wobbler ábrák megjelenítéséhez hosszú utánvilágítású fényporok a megfelelőek, ilyen pl. a kékesfehér fluoreszcenciájú, sárgászöld foszforeszcenciájú, a kiégésre rendkívül hajlamos P-7 jelű fénypor.
 +
 +
 
 +
==== Skála ====
 +
 
 +
A leolvasást a katódsugárcső ernyője előtt elhelyezett („külső”) vagy az ernyő belső felületére felvitt („belső”) vízszintes és függőleges osztásvonalakból (graticules) álló skála teszi lehetővé.
 +
 +
A régebben alkalmazott „külső” skála az ernyő előtt elhelyezett  átlátszó műanyag lapnak az ernyő felé eső oldalába gravírozott, négyzethálót alkotó  osztásvonalakból áll. A műanyag lap oldalélét megvilágítva a begravírozott osztásvonalak láthatóvá válnak. E megoldás hátránya, hogy - ugyanúgy, mint a mutatós műszereknél - ha a leolvasást nem a skálalapra merőleges irányból végzik, parallaxishiba lép fel. Előny viszont, hogy a skálalap cserélhető, és az adott mérési feladathoz speciális (pl. a mért jel megengedett tűrését is mutató) skálalapok alkalmazhatók.
 +
 +
A „belső” skálavonalakat a katódsugárcső ernyőjének belső felületére viszik fel. Mivel ekkor a skála és a keletkező fénypont egy síkban van, parallaxishiba nem lép fel. Alkalmas skála megvilágítással a belső skálavonalak is kiemelhetők.
  
 
=== Magnetron, klisztron ===  
 
=== Magnetron, klisztron ===  
 +
 +
=== Röntgencső ===
 +
 +
A ''röntgencsöveket'' röntgensugarak, azaz nagyenergiájú (1..100 keV, 1..0,01 nm) [[elektromágneses sugárzás]] előállítására használják.
 +
 +
[[Kép:Xray_anim.gif|right|thumbnail|300px|]]
 +
 +
A röntgesugarak keltése azon alapszik, hogy nagy energiájú elektronokkal bombázzák az anódot. Ezek az nagyon gyors elektronok beleütközve az anód anyagába megközelítik a benne található atommagokat és eltérülnek rajtuk vagy elektronokat löknek ki az anód atomjainak belső elektronhéjáról. Az első esetben keletkezik a folytonos spektrumú ''fékezési sugárzás'', a második esetben pedig a vonalas ''karakterisztikus sugárzás''. Mindkettő a röntgen tartományba esik.
 +
 +
A röntgencsövek felépítése lényegében azonos a diódáéval, a különbség főleg az anód különleges kiképzésében van. Az anódot magas rendszámú anyagból kell kialakítani (pl. wolfram) annak érdekében, hogy minél jobban kölcsönhasson az elektronsugárral. A cső által felvett teljesítmény (2..30 kW) 99%-a az anódon disszipálódik, ezért különös gonddal tervezik az anód hűtését (pl. forgatás, vízhűtés).
 +
A tipikus anódfeszültség 40..150 kV. Ez megköveteli azt is, hogy a csőben a vákuum nagyon jó legyen (kb. 10<sup>-4</sup> Pa).
 +
 +
=== Fotodióda ===
 +
 +
=== Geiger-Müller cső ===
  
 
== Csövek jelölése ==
 
== Csövek jelölése ==
75. sor: 221. sor:
 
|-
 
|-
 
| .M. || eletronsugárcső
 
| .M. || eletronsugárcső
 +
|-
 +
| .Y. || egyenirányító dióda
 
|-
 
|-
 
| .Z. || kettős egyenirányító dióda
 
| .Z. || kettős egyenirányító dióda
 
|}
 
|}
  
−
'''Példa:''' [http://www.radiomuseum.org/tubes/tube_eabc80.html EABC80] egy 6,3 V fűtőfeszültségű cső, amely tartalmaz egy diodát, egy kettős diódát és egy triódát.
+
'''Példa:''' [http://www.radiomuseum.org/tubes/tube_eabc80.html EABC80] egy 6,3 V fűtőfeszültségű cső, amely tartalmaz egy diódát, egy kettős diódát és egy triódát.
  
 
=== Amerikai (számjelzésű) rendszer ===  
 
=== Amerikai (számjelzésű) rendszer ===  
  
 
A jelölés egy számmal kezdődik, ami a fűtőfeszültség voltban
 
A jelölés egy számmal kezdődik, ami a fűtőfeszültség voltban
−
kifejezett értéke. Tehát a 6,3 V-os csövek "6"-tal kezdődnek.
+
kifejezett értéke. Tehát a 6,3 V-os fűtésű csövek "6"-tal kezdődnek.
  
 
=== Orosz (szovjet) rendszer ===
 
=== Orosz (szovjet) rendszer ===
  
−
Felépítésében hasonlít az ameriaki rendszerre. Vevőcsövek esetén első szám ugyanúgy a fűtést jellemzi. Adócsöveknél a jelölés első tagja a felhasználásra utal:
+
Felépítésében hasonlít az amerikai rendszerre. Vevőcsövek esetén első szám ugyanúgy a fűtést jellemzi. Adócsöveknél a jelölés első tagja a felhasználásra utal:
  
 
{| border="1"  
 
{| border="1"  
−
! Betű!! Latin betű !!Elektróda-rendszer
+
! Betű!! Latin betű !!Felhasználás
 
|-
 
|-
 
| ГК || GK || generátor cső 25 MHz-ig
 
| ГК || GK || generátor cső 25 MHz-ig
 
|-
 
|-
−
| ГУ || GU || URH generátor cső (25-600 MHz)
+
| ГУ || GU || [[URH]] generátor cső (25-600 MHz)
 
|-
 
|-
−
| ГС || GSz || SHF generátor cső  
+
| ГС || GSz || [[SHF]] generátor cső  
 
|-
 
|-
 
| ГМ || GM || modulátor cső
 
| ГМ || GM || modulátor cső
104. sor: 252. sor:
  
  
−
A második helyen a vevőcsöveknél a funkcióra utaló betű áll.
+
A második helyen az adócsöveknél típuskód, a vevőcsöveknél pedig a funkcióra utaló betű áll.
 
A fontosabbak:
 
A fontosabbak:
  
121. sor: 269. sor:
 
== Külső hivatkozások ==
 
== Külső hivatkozások ==
  
−
[http://www.radiomuseum.org/dsp_searchtubes.cfm www.radiomuseum.org] csőkatalógusa
+
Csőkatalógusok:
 +
* [http://www.radiomuseum.org/dsp_searchtubes.cfm www.radiomuseum.org]  
 +
* [http://www.tubedata.org www.tubedata.org]
 +
* [http://nrhf.no/nrhf-wehrmacht-tubes.html Wehrmacht csövek]
 +
* [http://bpcv.free.fr/Musee/_tableau.html Mini csőtár]
  
 
[http://server.kossuth-saujhely.sulinet.hu/diafilm/main9.htm "Korunk csodája, az elektroncső"] diafilm 1960-ból
 
[http://server.kossuth-saujhely.sulinet.hu/diafilm/main9.htm "Korunk csodája, az elektroncső"] diafilm 1960-ból
 +
 +
== Irodalom ==
 +
 +
Dr. Valkó Iván Péter: ''Elektroncsövek és félvezetők'', Tankönyvkiadó, Budapest, 1974.
 +
 +
 +
[[Kategória:Elektronikai alkatrészek]] [[Kategória: Félvezetők]]

A lap jelenlegi, 2009. július 25., 23:08-kori változata

Alapok

Részlet egy korabeli ismeretterjesztő diafilmből.

Az elektroncsövek (ang. electron tubes/valves, ném. Elektronenröhre) légritka térben lezajló elektronfizikai jelenségeken alapuló eszközök. Az elektroncsövek fénykora a XX. század első felére esett. Első aktív eszközként meghatározták az elektronika, a rádiótechnika fejlődését.

A csövek legalább két elektródával rendelkeznek: a katóddal és az anóddal. A legtöbb elektroncső elektromosan fűtött katóddal rendelkezik. A forró katódból elektronok lépnek ki (ez a termikus elektronemisszió) és ha az anódra a katódhoz képest pozitív feszültségek kapcsolunk, akkor megindul az elektronáram. Ha viszont az anód feszültsége negatív, akkor nem tud áram folyni, mert az anód nem fűtött, tehát nincsenek körülötte elektronok. Ez az eszköz a dióda, amely egyenirányításra alkalmazható.

Az elektroncsövek őse az izzólámpa volt. Az magyar technikai irodalomban is először nem csöveknek, hanem lámpáknak nevezték őket.


Előnyök - hátrányok

A csövek előnyei

  • túlterhelésre kevésbé érzékenyek, mint a félvezetők
  • nagyobb teljesítmények és feszültségek erősíthetők velük

Hátrányai

  • nagy méret
  • a fűtés komoly teljesítményt kíván
  • magas anódfeszültség szükséges
  • zajtulajdonságaik rosszabbak, mint a félvezetőké


Jelenleg is használt csöves felépítésű eszközök:

  • "hagyományos" (képcsöves) TV-k, monitorok
  • mikrohullámú sütők
  • műsorszóró rádióadók

A fűtés és a katód

A régebbi csövekben a fűtőáram úgy melegítette a katódot, hogy egyszerűen átfolyt rajta. Ezek a közvetlen fűtésű csövek. Itt a katód és a fűtés áramköre galvanikus kapcsolatban van egymással. Erre a cső használatakor feltétlenül ügyelni kell. A katód kezdeteben (mint az izzólámpákban) egy wolframszál volt. Ez kb. 2000 C körül kezdi emittálni, ami elég nagy fűtőteljesítményt kíván. Később megjelentek a bevonatos (bárium, stroncium és ezek oxidjai) katódok. Ezek már 1000 C körüli hőmérsékleten is jól emittálnak, a katód csak halvány vörösen izzik.

Az korszerűbb csövekben a katód anyagát egy szigetelő hengerre viszik fel, és ebben a hengerben fut a fűtőszál (közvetett fűtésű csövek). Így a két kör el van egymástól szigetelve, ami egyszerűsíti az áramköri felhasználást (csak a fűtés-katód kapacitásra kell figyelni). Arra is ügyelni kell, hogy a fűtőkör meghatározott potenciálon legyen (ne lebegjen), ellenkező esetben a fűtés-katód szigetelés átüthet. A közvetett fűtés további előnye, hogy a fűtőszál-katód rendszer tömege és ezáltal a hőtehetetlensége megnő, ami által csak alig lesz érzékeny a váltóáramú fűtés lüktetéseire.

A csövek adatlapján mindig megadják a szükséges fűtőfeszültséget vagy -áramot. Az előírt értéket mindig be kell tartani. Amennyiben kisebb teljesítményt kap a fűtés (alulfűtés), akkor a katód elektronkibocsájtó képessége csökken és egyenetlen lesz. Ezáltal a cső paraméterei romlanak és a katódon kráterek képződnek, ami hosszútávon a cső tönkremeneteléhez vezet. Nagyobb fűtőteljesítmény (túlfűtés) nagyon igénybe veszi a katódot, anélkül, hogy az emisszió növekedne. Ezáltal rendkívüli módon csökken a cső élettartama.

A fűtés kapcsolása két csoportra osztható

  • párhuzamos fűtés - a fűtőfeszültség adott (pl. 6,3 V), több cső párhuzamosan kapcsolandó a fűtőfeszültségre;
  • soros fűtés - a fűtőáram adott (pl. 300 mA), több cső esetén a csövek fűtéseit sorba kell kapcsolni.

A soros fűtést elterjedten alkalmazták TV készülékekben, ahol a nagy csőszám miatt a teljes fűtőfeszültség a hálózati feszültséghez közelinek adódott és így nem volt szükség fűtőtranszformátorra.

Ugyan legtöbbször váltóáramú fűtést alkalmaznak, de a csövek egyenárammal is fűthetők. A közvetlen fűtésű csöveket pedig kifejezetten egyenárammal kell fűteni, különben a fűtésen keresztül brummos lesz az áramkör.

Az anód

Dióda

Kételektródás elektroncső, mely anóddal és katóddal rendelkezik. Ha az anódra a katódhoz képest pozitív feszültséget kapcsolnak, akkor vezet. Különben lezár, azaz egyenirányításra alkalmas.

Érdekes megjegyezni, hogy a (vákuum)diódán (ellentétben a félvezető diódával) akkor is folyik áram, ha az anód feszültsége nulla. Ennek oka az, hogy a katódból kilépő elektronok az anód gyorsító hatásának hiányában is rendelkeznek akkora sebességgel, hogy elrepüljenek az anódig, azaz áramot hoznak létre. Ezt nevezik indulóáramnak.

A dióda nyitófeszültsége nem olyan jól meghatározott, mint a félvezetőknél. Az vákuumdióda anódárama közelítőleg így függ az anód-katód feszültségtől:

[math]I_{\rm a} = U_{\rm ak}^{3/2}.[/math]

Gnuplot Plot


Felhasználási területe: egyenirányítás, demodulálás.

Trióda

A trióda egy háromelektódás elektroncső, mely anóddal, katóddal és vezérlőráccsal rendelkezik.

Tetróda, pentóda

Hexóda, heptóda

Egyéb csőtípusok

Feszültségszabályozó cső

Glimmlámpa

Számkijelző cső (Nixie-cső)

Számkijelző cső felépítése (1: anód-háló, 2: kijelző katódok).

A számkijelző csöveket (elterjedt nevükön Nixie-csöveket) számjegyek és más szimbólumok kijelzésére használják.

Működési elvük a glimmlápáéval egyezik meg. Az anód hálós kialakítású, hogy át lehessen rajta látni. Az egymás mögött elhelyezkedő vékony katódok formázzák a kijelzendő karakteretek. A kijelzés attól függ, hogy melyik katódra kerül az anódhoz képest negatív feszültség. Azon a katódon ködfénykisülés indul be, ami által a katód körvonala láthatóvá válik.

Legtöbbször 99% neon töltéssel rendelkeznek és piros színű kijelzést adnak. A kijelzés kontrasztját sok esetben a búrára felvitt sötét bevonattal (lakkal) növelik meg.

A tipikus feszültségigényük 170-200 V 2-4 mA áram mellett. Egyes típusoknál (mint az ábrán is) a kijelzést a búra vége felől kell nézni, más típusok esetén oldalirányú a kijelzés.


Z560M cső számjegyei.


Érdekes történeti adalék, hogy ugyan már az 1930-as évektől léteztek számkijelző csövek, de az első igazán megbízható konstrukciót a Newark-beli Haydu Brothers Laboratories fejlesztette ki. Ezt a céget 1936-ban alapították a magyar származású Haydu testvérek, Zoltan és George. 1954-ben a Burroughs Corporation vásárolta meg a céget és vele együtt a kifejlesztett eszközöket. Az ő bejegyzett névjegyük lett az 1954-ben megjelent Nixie, ami a "Numeric Indicator (Ex)=X perimental No. I" rövidítéséből származik.

Varázsszem

Katódsugárcső (CRT = Cathode Ray Tube)

CRT.jpg

A katódsugárcső olyan elektroncső, melynek katódjából nagy sebességű, fókuszált elektronok haladnak az ernyő felé. Az ernyő belső felülete un. fényporral van bevonva. A nagy sebességű elektronok mozgási energiája a fényporba történő becsapódáskor részben fény - részben pedig hőenergiává alakul át, így a becsapódás helyén egy fénypont válik láthatóvá.

A fénypont helyét az ernyőn a a katódsugárcső függőleges illetve vízszintes eltérítő elektródáira adott feszültséggel lehet befolyásolni.

A függőleges eltérítő elektródapár két vízszintes, egymással szemben elhelyezett eltérítő lemezből áll, melyek között haladnak át a katódból az ernyő felé haladó elektronok. Ha e két eltérítő lemez közül pl. a felső pozitívabb, az alsó negatívabb potenciálon van, a köztük áthaladó, negatív töltésű elektronokat a felső eltérítő lemez jobban vonzza mint az alsó, ezért az elektronsugárra felfelé ható erő hat, és az felfelé térül el. Az eltérítő erő, és így az elektronsugár eltérülésének nagysága az eltérítő lemezek közé kapcsolt feszültséggel arányos. Az eltérítő elektródapárra fordított polaritású feszültséget kapcsolva, az elektronsugár lefelé térül el. Teljesen hasonló módon téríti el vízszintes irányban az elektronsugarat a két függőleges, egymással szemben elhelyezett vízszintes eltérítő lemez, a közéjük kapcsolt feszültség irányától függően balra vagy jobbra, illetve a feszültség nagyságával arányos mértékben.

Az eltérítő elektródákra kapcsolt, megfelelő irányú és nagyságú feszültséggel az elektronsugár becsapódási helye az ernyő aktív területének bármely pontjára beállítható.



A fénypor

A fénypor feladata, hogy az elektronok becsapódása (gerjesztés) hatására fényt bocsátson ki. Elkerülhetetlen azonban, hogy a becsapódó elektronok energiájának egy része hővé alakuljon. Azt, hogy a becsapódott elektronok energiájának hány %-a alakul fénnyé, a fénypor hatásfoka adja meg. Ez - a fénypor összetételétől függően - 5% és 25% között van, tehát az energia nagyobb része hővé alakul.

Nagy fényerő esetén nagy a keletkező hő mennyisége is, és - különösen akkor, ha az elektronsugár az ernyőnek folytatólagosan ugyanazt a pontját gerjeszti - a fénypor az adott helyen túlhevülhet, és fénykibocsátó képessége csökkenhet vagy megszűnhet (a fénypor kiég).

A fénypor összetételétől nem csak hatásfoka (kiégésre való hajlama) függ, hanem a keletkező fény intenzitása, spektrális összetétele (színe) is. Utóbbinak azért van jelentősége, mert különféle célokra más-más szín a megfelelőbb.

A fénypor nem csak a gerjesztés közben bocsát ki fényt (fluoreszcencia), hanem - egyre csökkenő intenzitással - a gerjesztés megszűnte után az un. utánvilágítási idő alatt is (foszforeszcencia). A kibocsátott fény színe más lehet a fluoreszcencia ill. a foszforeszcencia időtartama alatt.

Ha pl. a leolvasást szabad szemmel végzik, figyelembe kell venni, hogy (szokásos megvilágítás mellett) az emberi szem érzékenységi görbéjének a maximuma 560 nm hullámhossz körül van, azaz az emberi szem a sárgászöld színű fényt látja a legintenzívebbnek. Ennek megfelelően leggyakrabban az (amerikai JEDEC szabvány szerinti) P-31 jelű, sárgászöld színű, közepes utánvilágítású, nagy fényerejű, a kiégésre kevéssé hajlamos fényport alkalmazzák.

Ha a mérési eredményt a képernyő fényképezésével kívánják dokumentálni, a film érzékenységi görbéjének megfelelően a (470 nm hullámhosszú) kék színű fényt kibocsátó, közepes utánvilágítású P-11 jelű fénypor az előnyösebb.

Más célokra más tulajdonságú, pl. wobbler ábrák megjelenítéséhez hosszú utánvilágítású fényporok a megfelelőek, ilyen pl. a kékesfehér fluoreszcenciájú, sárgászöld foszforeszcenciájú, a kiégésre rendkívül hajlamos P-7 jelű fénypor.


Skála

A leolvasást a katódsugárcső ernyője előtt elhelyezett („külső”) vagy az ernyő belső felületére felvitt („belső”) vízszintes és függőleges osztásvonalakból (graticules) álló skála teszi lehetővé.

A régebben alkalmazott „külső” skála az ernyő előtt elhelyezett átlátszó műanyag lapnak az ernyő felé eső oldalába gravírozott, négyzethálót alkotó osztásvonalakból áll. A műanyag lap oldalélét megvilágítva a begravírozott osztásvonalak láthatóvá válnak. E megoldás hátránya, hogy - ugyanúgy, mint a mutatós műszereknél - ha a leolvasást nem a skálalapra merőleges irányból végzik, parallaxishiba lép fel. Előny viszont, hogy a skálalap cserélhető, és az adott mérési feladathoz speciális (pl. a mért jel megengedett tűrését is mutató) skálalapok alkalmazhatók.

A „belső” skálavonalakat a katódsugárcső ernyőjének belső felületére viszik fel. Mivel ekkor a skála és a keletkező fénypont egy síkban van, parallaxishiba nem lép fel. Alkalmas skála megvilágítással a belső skálavonalak is kiemelhetők.

Magnetron, klisztron

Röntgencső

A röntgencsöveket röntgensugarak, azaz nagyenergiájú (1..100 keV, 1..0,01 nm) elektromágneses sugárzás előállítására használják.

Xray anim.gif

A röntgesugarak keltése azon alapszik, hogy nagy energiájú elektronokkal bombázzák az anódot. Ezek az nagyon gyors elektronok beleütközve az anód anyagába megközelítik a benne található atommagokat és eltérülnek rajtuk vagy elektronokat löknek ki az anód atomjainak belső elektronhéjáról. Az első esetben keletkezik a folytonos spektrumú fékezési sugárzás, a második esetben pedig a vonalas karakterisztikus sugárzás. Mindkettő a röntgen tartományba esik.

A röntgencsövek felépítése lényegében azonos a diódáéval, a különbség főleg az anód különleges kiképzésében van. Az anódot magas rendszámú anyagból kell kialakítani (pl. wolfram) annak érdekében, hogy minél jobban kölcsönhasson az elektronsugárral. A cső által felvett teljesítmény (2..30 kW) 99%-a az anódon disszipálódik, ezért különös gonddal tervezik az anód hűtését (pl. forgatás, vízhűtés). A tipikus anódfeszültség 40..150 kV. Ez megköveteli azt is, hogy a csőben a vákuum nagyon jó legyen (kb. 10-4 Pa).

Fotodióda

Geiger-Müller cső

Csövek jelölése

Az elektroncső típusjelzése majdnem minden esetben utal a cső felépítésére és paramétereire.

Európai (betűjelzésű) rendszer

Az első betű a fűtés adatait adja meg. A legtöbbször előforduló betűk jelentése:

Betű A cső fűtése Megjegyzés
A.. 4 V
D.. 0,52 ... 1,5 V telepes cső
E.. 6,3 V nagyon elterjedt
F.. 12,6 V
P.. 0,3 A főleg TV csövek
U.. 0,1 A "univerzális" csövek

A következő betű(k) a cső funkcióját határozzák meg. Ha több betű is szerepel, akkor egy búrába több (részben független) funkciót helyeztek. A fontosabbak:

Betű Elektróda-rendszer
.A. dióda
.B. duodióda (kettős dióda)
.C. trióda
.E. tetróda
.F. pentóda
.H. hexóda vagy heptóda
.L. végpentóda
.M. eletronsugárcső
.Y. egyenirányító dióda
.Z. kettős egyenirányító dióda

Példa: EABC80 egy 6,3 V fűtőfeszültségű cső, amely tartalmaz egy diódát, egy kettős diódát és egy triódát.

Amerikai (számjelzésű) rendszer

A jelölés egy számmal kezdődik, ami a fűtőfeszültség voltban kifejezett értéke. Tehát a 6,3 V-os fűtésű csövek "6"-tal kezdődnek.

Orosz (szovjet) rendszer

Felépítésében hasonlít az amerikai rendszerre. Vevőcsövek esetén első szám ugyanúgy a fűtést jellemzi. Adócsöveknél a jelölés első tagja a felhasználásra utal:

Betű Latin betű Felhasználás
ГК GK generátor cső 25 MHz-ig
ГУ GU URH generátor cső (25-600 MHz)
ГС GSz SHF generátor cső
ГМ GM modulátor cső


A második helyen az adócsöveknél típuskód, a vevőcsöveknél pedig a funkcióra utaló betű áll. A fontosabbak:

Betű Latin betű Elektróda-rendszer
С Sz trióda
Н N kettős trióda
П P végpentóda
Ж Zs pentóda

Külső hivatkozások

Csőkatalógusok:

"Korunk csodája, az elektroncső" diafilm 1960-ból

Irodalom

Dr. Valkó Iván Péter: Elektroncsövek és félvezetők, Tankönyvkiadó, Budapest, 1974.

A lap eredeti címe: „https://wiki.ham.hu/index.php?title=Elektroncső&oldid=10746”