Diodes et Tubes thermoïoniques

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INFO : Seule la diode thermoïonique est au programme de l’examen.

Les tubes thermoïoniques

(ou tubes électroniques) sont encore employés dans les amplificateurs de puissance.

Les diodes thermoïoniques

(appelées aussi valves) ont été les premiers tubes thermoïoniques mis au point au début du 20ème siècle. Dans une ampoule en verre ou en céramique, dans laquelle on a fait le vide, se trouve deux électrodes : la cathode et l’anode. La cathode est constituée d’un fil métallique chauffé par un filament (souvent alimenté en 6,3 V). La température élevée de la cathode génère une émission d’électrons. Ceux-ci sont récupérés par l’anode, ou plaque, lorsque sa tension est positive par rapport à la cathode. Le courant sera d’autant plus fort que la tension plaque sera élevée (50 V et plus).

Les autres tubes thermoïoniques

l’intensité plaque varie en insérant entre anode et cathode une grille de commande, alimentée négativement par rapport à la cathode (-6 V à 0 V). Plus la tension grille (Vg) est négative, plus le courant plaque (Ip) est faible car les électrons, qui ont une tension négative, refusent de passer à travers la grille : ils sont repoussés par celle-ci. Ce tube s’appelle triode car il possède trois électrodes (voir ci-contre).

A la différence du transistor bipolaire, l’intensité de sortie est commandée par la tension d’entrée. On ne parle pas de gain mais, comme pour les FET, de pente (rapport Ip / Vg).

Dans les schémas, par commodité de lecture, les filaments de chauffage sont souvent représentés tous ensemble et donc à un autre endroit que les électrodes du tube.  En augmentant la fréquence du courant amplifié par le tube, des effets capacitifs entre grille et plaque nuisent au bon fonctionnement du circuit. Pour éviter ce phénomène, une électrode supplémentaire est insérée entre grille et plaque : l’écran. Celui-ci est alimenté à la moitié de la tension plaque et augmente l’isolement entre l’entrée et la sortie du tube. Le tube s’appelle alors tétrode. Un résultat similaire est obtenu avec la méthode du neutrodynage : un condensateur ajustable est branché entre la grille et la plaque.

 

Dans le tube pentode,une troisième grille est ajoutée, la suppresseuse, qui est reliée à la cathode. Sans cette grille, le choc des électrons sur la plaque les fait rebondir et retournent sur l’écran alimenté par une tension positive.

Il existe d’autres tubes avec des fonctions spécifiques et des électrodes supplémentaires. Certaines ampoules accueillent plusieurs tubes ayant des fonctions différentes (double triode, oscillateur-mélangeur, double diode)

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