Vakuumdiode - Wikipedia
Struktuur van 'n diode vakuumbuis
Die vakuumdiode is 'n vakuumbuis met die funksie van 'n gelykrigter. Die buis bestaan uit 'n vakuum kamer waarin 'n katode en 'n anode gereël word. Die katode is óf self ontwerp as 'n filament, of is rondom 'n filament gerangskik. Met die vakuumdiode het regstelling van wisselstroom vir groter elektriese vermoëns vir die eerste keer moontlik geword. Die uitvinding van die radiobuis word toegeskryf aan John Ambrose Fleming, wat in 1904 die vakuumdiode gepatenteer het.
Sedert die 1960's is hierdie tipe diode al hoe meer deur die halfgeleierdiode vervang.
Die werking van die vakuumdiode en alle buise wat daaruit afgelei word, is gebaseer op termiese emissie, wat in die verlede die Edison-effek genoem word.
Die katode word verhit met behulp van die filament. As gevolg van die hoë temperatuur, vloei elektrone uit die katode totdat 'n wolk om die katode ontstaan het met 'n ewewig tussen elektronies wat verlaat en val. 'n Plaat, die anode, is naby die katode geleë. Wanneer 'n positiewe spanning aan die anode gekoppel word, word 'n elektriese veld tussen katode en hierdie anode geskep. Hierdie veld oefen 'n krag op die elektrone in die wolk na die anode. Gevolglik beweeg 'n deel van die elektrone na die anode en veroorsaak die anode stroom. Die ontlote elektrone uit die wolk steur die ewewig, meer elektrone kom uit die katode as daarin. Daar vloei stroom deur die diode wanneer die anode positief is ten opsigte van die katode. As die anode negatief is ten opsigte van die katode, sal stroom nie vloei nie, want elektrone kom nie van die anode af nie. In die praktiese uitvoering sal die anode rondom die katode gebou word ten einde die grootste moontlike effek te verkry.
Daaropvolgende diodes wat vir regstelling bestem is, word dikwels as 'n dubbeldiode gebruik om dubbelfase-regstelling in kombinasie met 'n transformator met 'n middelpunt te aktiveer. Met dubbele diodes het die buis 'n katode en twee anodes word simmetries rondom die katode gerangskik.
Vir groot vermoëns is 'n gasvulbuis vroeër gebruik: 'n kwikdamp-gelykrigter. Hierdie tipe buis was meer doeltreffend as 'n vakuumdiode.
Direkte en indirekte verwarming[wysig | wysig bron]
Met diodes is dit nie ongewoon dat die katode ook die filament van die buis sal wees nie. Ons noem hierdie direkte verwarming. Die filament word vir hierdie doel bedek met 'n materiaal (dikwels bariumoksied) wat elektrone vinnig uitstoot wanneer dit verhit word. Die nadeel van hierdie metode is dat die wisselstroom waarmee die filament verhit word, 'n effek op die stroom het, wat veroorsaak dat die hum. In die geval van regstelling is dit egter nie 'n probleem nie, aangesien die spanning met behulp van kapasitors afgeplat word. Versterkende buise is byna altyd indirek verhit: dit beteken dat die katode 'n afsonderlike elektrode om die filament is. Die katode word dan ook bedek met 'n geskikte materiaal vir die verskaffing van goeie elektron-emissie.