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Développement de vannes thermioniques pour tubes à vide

Développement de vannes thermioniques pour tubes à vide

Le tube à vide ou la vanne thermo-ionique étant désormais établi, ses performances laissaient beaucoup à désirer dans de nombreux domaines.

Les niveaux de gain étaient faibles et les valves ou les tubes étaient sujets aux oscillations.

L'un des principaux problèmes était que les gens ne comprenaient pas pleinement la manière dont ils fonctionnaient.

Développement et recherche ultérieurs au besoin.

Développements de vannes

Dans ces premiers jours des tubes à vide, leur fonctionnement n'était pas entièrement compris et il y avait un certain nombre d'idées fausses. Une idée qui a été retenue était que certaines molécules de gaz étaient nécessaires dans l'enveloppe pour qu'elle fonctionne correctement. Ces tubes étaient connus sous le nom de tubes «souples». Ce n'est qu'en 1915 qu'un scientifique américain du nom de Langmuir a prouvé que les gaz n'étaient pas nécessaires dans l'enveloppe. Peu de temps après cette découverte, de nouveaux tubes hautement évacués connus sous le nom de tubes «durs» ont été produits et ceux-ci ont présenté des performances bien meilleures.

En plus des améliorations de base, l'évacuation complète des enveloppes a apporté un certain nombre d'autres améliorations. Les filaments peuvent maintenant être revêtus pour améliorer leur émission d'électrons. Auparavant, tous les revêtements auraient été contaminés. Les températures du filament pourraient également être réduites et cette fiabilité améliorée ainsi que la réduction de la consommation de courant du réchauffeur.

Un grand nombre de nouveaux tubes ont été fabriqués. Un ingénieur français nommé Ferrie en a conçu une désignant la vanne TM pour les autorités militaires françaises. Plus de 100 000 d'entre eux ont été produits. En Grande-Bretagne, une vanne similaire appelée Type R a été produite et elle a été fabriquée en quantités tout aussi importantes.


Vanne de redressement Marconi U5

Plus dans l'enveloppe

Avec les niveaux très élevés de capacité de grille anodique présentés par ces premiers tubes à vide, il était très difficile d'empêcher les circuits qui les utilisaient d'éclater en oscillation lorsqu'ils étaient utilisés à des fréquences supérieures à quelques centaines de kilohertz. Plusieurs tentatives ont été faites pour surmonter le problème. En 1916, H.J. Round a produit une vanne à faible capacité connue sous le nom de Type V24. Pour ce tube, Round a utilisé l'idée originale de garder le fil d'anode éloigné de la grille en le faisant passer par le haut de l'enveloppe de verre et non par la base en bas. Bien que cela ait apporté une amélioration significative, ce n'était pas la réponse complète.


Redresseur Tungsram VY2

La solution au problème a été dérivée en 1926 en ajoutant une grille supplémentaire. Connu sous le nom de tétrode, ce tube à vide utilisait une deuxième grille connue sous le nom de grille d'écran entre la première ou grille de contrôle et l'anode. Son introduction a réduit l'anode pour contrôler la capacité de la grille à presque zéro et a résolu le problème de l'instabilité.

Puis en 1929, la tétrode elle-même a été améliorée par l'introduction d'un autre type de tube à vide appelé la pentode. Ce tube avait un total de cinq électrodes, la supplémentaire étant une troisième grille appelée grille de suppression. Cela a surmonté le problème rencontré avec la tétrode d'une discontinuité dans sa caractéristique provoquée par le rebond des électrons de l'anode.

Outre l'amélioration du fonctionnement des vannes en ajoutant des grilles supplémentaires, d'autres améliorations ont été apportées aux dispositifs de chauffage. L'un des principaux problèmes avec les premiers tubes était que les configurations de circuit étaient limitées parce que le réchauffeur et la cathode étaient une seule et même chose. On a découvert que la cathode pouvait être chauffée indirectement et cela signifiait que les éléments chauffants pouvaient être isolés électriquement de la cathode. Cela avait l'avantage que les appareils de chauffage n'avaient pas besoin d'être alimentés par une batterie fournissant du courant continu. À la place, une alimentation CA dérivée du secteur peut être utilisée. Il s'agissait d'une amélioration majeure car cela signifiait que la taille des radios pouvait être considérablement réduite, tout comme leurs coûts de fonctionnement.


Vannes / tubes 6L6 et 807

Augmentation de l'utilisation

L'introduction de la tétrode et de la pentode a apporté des améliorations révolutionnaires en termes de performances. En conséquence, l'utilisation de tubes à vide a considérablement augmenté. Non seulement les vannes thermo-ioniques étaient utilisées dans les radios qui à cette époque étaient très populaires, mais elles ont également trouvé de nombreuses autres utilisations. À la fin des années 1930, plusieurs milliers de types de tubes à vide étaient fabriqués et un grand nombre de fabricants différents apparaissaient aux États-Unis et en Europe.

De nombreux tubes à vide introduits à cette époque ont depuis longtemps disparu de l'usage courant. Cependant, il y en a quelques-uns qui ont eu beaucoup de succès dans de nouveaux modèles pendant longtemps. L'une de ces valves était la 6L6 utilisée dans de nombreux amplificateurs de guitare jusqu'à tout récemment. À bien des égards, c'était assez révolutionnaire car c'était la première tétrode de faisceau. Il a utilisé une nouvelle technique pour surmonter la discontinuité dans la caractéristique de la tétrode causée par le rebond des électrons de l'anode. Plutôt que d'utiliser une grille de suppression, il a utilisé une nouvelle disposition connectée à la grille d'écran. Ce tube est devenu si populaire qu'il a ensuite été modifié pour les applications RF en lui donnant un capuchon supérieur pour l'anode. Ce tube à vide s'appelait le 807 et était largement utilisé dans les émetteurs pendant la Seconde Guerre mondiale et par la suite.

Avant la guerre, tous les tubes utilisaient des bases spéciales en métal ou en plastique fixées à l'enveloppe de verre pour maintenir les broches. Après la guerre, la miniaturisation et l'amélioration des techniques de fabrication ont permis de monter les broches dans l'enveloppe de verre. En faisant cela, des tubes beaucoup plus petits ont été fabriqués et les coûts ont été réduits.

Tubes à vide aujourd'hui

Le règne de la valve thermo-ionique n'a pas duré éternellement. Les développements des semi-conducteurs qui ont abouti à l'invention du transistor en 1948 ont permis de fabriquer des dispositifs plus petits, fiables et moins gourmands en énergie. Le succès du transistor était loin d'être instantané. Il a fallu attendre les années 1960 pour que les radios domestiques les utilisent largement, et même alors, de nombreuses radios à tube à vide sont restées (et restent) en service pendant de nombreuses années par la suite. Aujourd'hui, la technologie thermionique est encore utilisée mais dans des domaines limités. Les émetteurs haute puissance utilisent toujours des tubes et les tubes cathodiques sont encore utilisés par millions. Mais pour beaucoup de gens, les transistors n'ont pas la même durée de vie qu'un tube. Ils n'ont pas la lueur amicale et chaleureuse d'une valve. Cependant, pour ceux qui ont travaillé avec des tubes, il n'y aura jamais rien qui puisse les égaler.


Vannes / tubes B9A


Voir la vidéo: Electron Tubes - Maltese, Deflection, Perrin, Diffraction and Fine Beam - A Level Physics (Décembre 2020).