Cos'è valvola termoionica?

Valvola Termoionica

La valvola termoionica (conosciuta anche come tubo a vuoto o valvola elettronica) è un componente elettronico attivo utilizzato per amplificare o commutare segnali elettronici sfruttando il fenomeno dell'emissione termoionica. Il suo funzionamento si basa sul flusso di elettroni in un ambiente a vuoto all'interno di un bulbo di vetro o metallo.

Componenti Principali:

• Catodo: Elettrodo riscaldato (direttamente o indirettamente) per emettere elettroni attraverso l'emissione termoionica. (https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Emissione%20Termoionica)
• Anodo (Placca): Elettrodo a potenziale positivo che attrae gli elettroni emessi dal catodo, generando una corrente elettrica.
• Griglia (nei tubi più complessi): Uno o più elettrodi posizionati tra il catodo e l'anodo per controllare il flusso di elettroni. La griglia più comune è la griglia di controllo, utilizzata per amplificare il segnale. Altre griglie includono la griglia schermo e la griglia soppressore. (https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Griglia%20di%20Controllo)

Funzionamento:

Il catodo, riscaldato da un filamento, emette elettroni (effetto termoionico). Applicando una tensione positiva all'anodo rispetto al catodo, gli elettroni vengono attratti verso l'anodo, creando una corrente elettrica attraverso il tubo. L'aggiunta di una griglia tra il catodo e l'anodo permette di controllare il flusso di elettroni e quindi di amplificare un segnale. Una piccola variazione di tensione sulla griglia produce una grande variazione nella corrente anodica.

Tipologie di Valvole:

Esistono diverse tipologie di valvole termoioniche, classificate in base al numero di elettrodi:

• Diodo: Due elettrodi (catodo e anodo). Utilizzato principalmente come raddrizzatore.
• Triodo: Tre elettrodi (catodo, anodo e griglia di controllo). Utilizzato per amplificazione.
• Tetrodo: Quattro elettrodi (catodo, anodo, griglia di controllo e griglia schermo). Migliora l'amplificazione riducendo l'effetto Miller.
• Pentodo: Cinque elettrodi (catodo, anodo, griglia di controllo, griglia schermo e griglia soppressore). Ulteriormente migliorato per ridurre ulteriormente l'effetto Miller e aumentare la stabilità.

Applicazioni Storiche:

Le valvole termoioniche sono state ampiamente utilizzate in una vasta gamma di applicazioni, tra cui:

• Radio: Ricezione e trasmissione di segnali radio.
• Televisione: Circuiti interni dei televisori.
• Amplificatori audio: Amplificazione di segnali audio.
• Computer: Come interruttori logici nei primi computer.
• Radar: Rivelazione e tracciamento di oggetti.

Svantaggi e declino:

Le valvole termoioniche presentano diversi svantaggi rispetto ai transistor, tra cui:

• Dimensioni maggiori: Occupano più spazio.
• Maggiore consumo di energia: Richiedono un filamento riscaldato.
• Durata limitata: I filamenti possono bruciarsi.
• Maggiore costo: Più costose da produrre.

A causa di questi svantaggi, le valvole termoioniche sono state ampiamente sostituite dai transistor e dai circuiti integrati in molte applicazioni.

Rinascita in applicazioni specializzate:

Nonostante il loro declino generale, le valvole termoioniche mantengono ancora un certo appeal in applicazioni specializzate, come:

• Amplificatori audio di alta qualità: Alcuni appassionati audio preferiscono il suono "caldo" e "naturale" prodotto dalle valvole.
• Strumentazione vintage: Riparazione e restauro di apparecchiature elettroniche d'epoca.
• Applicazioni ad alta potenza/alta tensione: In alcune applicazioni, le valvole possono gestire tensioni e potenze superiori rispetto ai transistor.

Polarizzazione:

Per funzionare correttamente, una valvola termoionica necessita di una corretta polarizzazione. Questo processo consiste nell'impostare i valori di tensione e corrente appropriati per ciascun elettrodo, in modo da garantire il funzionamento ottimale del tubo. (https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Polarizzazione)

In conclusione, la valvola termoionica rappresenta una pietra miliare nella storia dell'elettronica, avendo permesso lo sviluppo di numerose tecnologie che hanno plasmato il mondo moderno. Nonostante sia stata in gran parte soppiantata dai transistor, continua ad essere rilevante in contesti specifici e per la sua importanza storica.