TUBE éLECTRONIQUE

-tube électronique

Un tube électronique est un appareil générateur d'électrons (tube en général en verre, incluant un gaz -plus ou moins dense-)

Les électrons sont produits par chauffage d'une cathode (effet thermoélectronique de 800 à 2000°C) et récupérés par une anode, après avoir été perturbés par des électrodes intermédiaires nommées grilles

 

GÉNÉRALITÉS

Les tubes sont des polyodes (poly  pouvant signifier: di, tri, tétr, pent, etc) c’est à dire ayant cathode, anode et diverses grilles intermédiaires

Dans les tubes à vide, s'appliquent :

-la loi de Child-Langmuir (à la place de la loi d'Ohm)

i = K.U3/2  (au lieu de i = U / R ) K étant un coefficient dimensionnel

-la.loi de Richardson-Dushman qui donne l'intensité du courant électronique en fonction de la température i = KR.T².expx

avec i(A)= courant électronique  U(V) est la tension

KR(A-K-2)= coefficient (de Richardson) valant environ 102 (A-K-2)

T(K)= température absolue

x(exposant)= -Kz / T (Kz étant un coefficient égal à # 105 K)

 

DISTORSIONS POUR UN TUBE

Au cours de l'amplification produite par un tube électronique, il peut y avoir des distorsions de fréquence, d'amplitude, ou d'intermodulation (causant harmoniques fréquentielles et oscillations)

 

CARACTÉRISTIQUES POUR UN TUBE

Les CARACTERISTIQUES sont les données des variations d’intensité en fonction de la tension inter-électrodes

(elles font l'objet de courbes CARACTERISTIQUES)

C'est d'une part l'intensité en fonction du voltage (pour l'anode comme pour la grille) 

Et d'autre part le coefficient d'amplification, fonction du rapport (tension d'anode / tension de grille)

L'intersection de 2 de ces courbes est nommée "point de repos"

 

POLARISATION en TUBE ÉLECTRONIQUE

Soumise à la variation de tension entre électrodes, elle est due au mouvement des électrons par rapport au noyau

Les déplacements d’électrons dans l’environnement du noyau causent une polarisation permanente

 

TUBE CATHODIQUE

Ce tube donne des rayons cathodiques (électrons, émis par la cathode d’un tube à gaz raréfié, où la pression est < 10 Pa)

La vitesse de ces rayons est

v = (2e./ mé)1/2

avec c(m/s)= vitesse des électrons (en pratique v atteint de 1 à 70% de c, en fonction du vide et de la d.d.p.choisis)

e(C)= la charge élémentaire (1,6021733.10-19 C)

U(V)= différence de potentiel(d.d.p) entre cathode et anode

mé(kg)= masse de l’électron

 

DIODES

Elles sont définies par leurs CARACTERISTIQUES, qui sont les données des variations d’intensité en fonction de la tension inter-électrodes

-diodes à vide :

-si la tension est très < 0 : pas de courant-

-si la tension est un peu < 0 : courant faible, à croissance exponentielle

-quand la tension > 0 : courant proportionnel en loi de Child-Langmuir (i = K.U3/2)

jusqu’à une valeur limite (c’est la zone dite de charge d’espace)-

-quand la tension atteint cette valeur limite, dite de saturation, le courant plafonne à une valeur constante (le courant de saturation)

La résistance interne de la diode est Ri = tension d’anode / courant anodique.

La Ri d'une triode va en pratique de 102 à 104 Ohms

-diodes à gaz: (H, gaz rares, vapeur de Hg): CARACTERISTIQUES identiques à la diode à vide, sauf que dès que la valeur de la tension atteint la valeur de l'ionisation du gaz, l'intensité augmente spontanément à sa valeur de saturation

Pour les diodes usuelles, elle vaut # 15 volts et l'intensité de saturation # 20 mA

 

TRIODES

Il y a ici anode, cathode et grille. Les rôles des tubes-triodes sont : amplification, ou oscillation, ou détection (équivalent d'un redressement)

Les données permettant de définir les triodes sont:

-leurs CARACTERISTIQUES (courbes) incluant :

-tension d’anode (ou de plaque) Ua considérée par rapport à la cathode (elle est négative)

-tension de grille Ug considérée par rapport à la cathode (positive)

-tension de (commande de) grille : Uc = Ug + Ua x réaction

-intensité (courant) d’anode (ou de plaque) ia fonction de Ua et Ug

-intensité (courant) de grille ig fonction de Ua et Ug

-pente (ou admittance de pente, transconductance) Yt = ia / Ug

Yt(S)= admittance de pente, ia(A)= intensité du courant d’anode(ou de plaque) et Ug(V)= tension de grille

-leurs coefficients(des triodes), incluant :

-coefficient (ou facteur) d’amplification  F'= U/ Ug

-coefficient de réaction: inverse de F*h

-gain en tension g*= Yt.Rc.R t/ (R+ Rt) où Rc(ohm)= résistance de cathode et Rt(ohm)= résistance interne totale

-gain en puissance g*= (F*h)².(R/ Rg)

où Ra(ohm)= résistance d’anode et Rg(ohm)= résistance de grille

 

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