Cos'è valvole termoioniche?

Le valvole termoioniche (o tubi a vuoto) sono dispositivi elettronici che utilizzano il flusso di elettroni emessi da un filamento riscaldato (catodo) in un vuoto per controllare una corrente elettrica. Sono state la tecnologia dominante nell'elettronica per la prima metà del XX secolo, prima dell'avvento dei transistor.

Funzionamento di base:

Emissione termoionica: Un filamento (il catodo) viene riscaldato, solitamente mediante una resistenza. Quando il catodo è abbastanza caldo, rilascia elettroni nel vuoto circostante. Questo processo è noto come <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/emissione%20termoionica">emissione termoionica</a>.
Anodo (Placca): Un elettrodo positivo (l'anodo o placca) attrae gli elettroni emessi dal catodo. Creando una differenza di potenziale tra il catodo e l'anodo, si instaura una corrente elettrica.
Griglie (Controllo): Le valvole più sofisticate utilizzano una o più griglie tra il catodo e l'anodo. La griglia di controllo, in particolare, è un elettrodo che permette di modulare il flusso di elettroni che raggiungono l'anodo. Variando la tensione applicata alla griglia, si può controllare l'amplificazione del segnale.

Tipi principali di valvole:

Diodo: La forma più semplice di valvola, composta da un catodo e un anodo. Funziona come un raddrizzatore, permettendo alla corrente di fluire solo in una direzione.
Triodo: Aggiunge una griglia di controllo tra il catodo e l'anodo. Può essere utilizzato come amplificatore. La <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/griglia%20di%20controllo">griglia di controllo</a> è cruciale per questa funzionalità.
Tetrodo: Aggiunge una seconda griglia (griglia schermo) tra la griglia di controllo e l'anodo. La griglia schermo riduce l'effetto della capacità tra la griglia di controllo e l'anodo, migliorando le prestazioni ad alta frequenza.
Pentodo: Aggiunge una terza griglia (griglia soppressore) tra la griglia schermo e l'anodo. La griglia soppressore riduce ulteriormente l'effetto di emissione secondaria dall'anodo, migliorando la linearità e l'efficienza. L'emissione secondaria è un fenomeno dove gli elettroni che colpiscono l'anodo possono liberare altri elettroni dall'anodo stesso.

Applicazioni storiche:

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

Radio e televisione: Come amplificatori di segnale e oscillatori.
Amplificatori audio: Molti appassionati ancora oggi preferiscono gli amplificatori a valvole per la loro sonorità distintiva.
Computer: I primi computer utilizzavano migliaia di valvole termoioniche.
Radar: Per la generazione e l'amplificazione di segnali a radiofrequenza.

Svantaggi:

Dimensioni e peso: Le valvole sono significativamente più grandi e pesanti dei transistor.
Consumo energetico: Richiedono un riscaldatore per il catodo, consumando molta energia.
Durata: Hanno una durata limitata a causa dell'usura del filamento.
Fragilità: Sono più fragili dei dispositivi a stato solido.

Nonostante i loro svantaggi, le valvole termoioniche sono ancora utilizzate in alcune nicchie, come amplificatori audio di alta qualità e applicazioni ad alta potenza dove la loro robustezza le rende preferibili ai transistor. La <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/robustezza">robustezza</a> è un fattore importante in alcuni contesti.