Balbula termoioniko

Wikipedia(e)tik
Hona jauzi: nabigazioa, Bilatu
Huts balbula

Balbula termoionikoabalbula elektronikoa, hodi elektronikoa, huts balbula edo huts hodia ere deitua— osagai elektroniko bat da, seinaleak anplifikatzeko, kommutatzeko edo eraldatzeko erabiltzen dena. Elektroien mugimendua kontrolatzen du presio oso baxuko espazio huts batean, edo bereziki aukeratutako gasen presentzian. Jatorrizko balbulak ahalbidetu zuen elektronikaren garapena XX. mendearen hasieran. Horrekin batera, sektore batzuen garapena ahalbidetu zuen, adibidez: irrati-difusioa, telebista, radarra, sare telefonikoak, konputagailu analogikoak eta digitalak, industria kontrola eta abar. Aplikazio horietako batzuk huts-hodia asmatu baino lehen ere existitzen ziren, baina harekin gorakada handia lortu zuten.

Historian zehar balbula mota asko izan dira, baina oinarrizko lan-printzipioak hauek dira:

  • Edison efektua: Balbula elektroniko gehienak metal beroek dituzten propietateetan oinarritzen dira; alegia, beraien gainazaleko elektroiak askatzen dituzte.
  • Gas ionizatuak: Beste kasuetan, gas ionizatuek dituzten eroankortasun elektrikoaren propietateak erabiltzen dira. Hau nagusiki garrantzitsua izaten da tentsio erregulatzaileetan, merkurio lurrun artezgailuetan, T/R kommutazio-balbuletan, etab.
  • Efektu fotoelektrikoa: Beste kasuetan, funtzionamendu-printzipioa efektu fotoelektrikoagatik askatutako elektroietan oinarritzen da.

Teknologia honen gainbehera transistorearen asmakuntzarekin hasi zen, eta halaxe jarraitu zuen egoerak osagai solidoen garapenarekin, balbulak baino txikiago, merkeago eta fidagarriago zirelako. Hala ere, gaur egun oraindik aplikazio zehatz batzuetan erabiltzen da, arrazoi teknikoengatik egokiago izaten baita. Adibidez, potentzia altuko erradio-frekuentziako transmisoreetan eta radar-sistemetan, magnetroiak, TWT uhin mailakatuko balbulak, tiratroiak, eta abar erabiltzen dira. Telebistan eta osasun arloko irudikapen-sistemetan oraindik hodi katodikoak erabiltzen dira, eta etxeetan erabiltzen diren mikrouhin labeen funtzionamenduaren oinarria da. Mikrofono, gitarra eta baxu-aurreanplifikadoreetan ere asko erabiltzen dira, eta baita hi-fi ekipamenduetan ere.

Ezaugarriak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Huts diodoaren ikurra

Balbula termoioniko mota asko dauden arren, teknologiak aurrera egin ahala, gehienek, denborarekin hobetuz joan den ezaugarri multzo komun bat dute. Ezaugarri multzo komun hori aplikazioetan nahiz funtzionamendu-oinarrietan desberdintzen da: elektroi-kantitatearen kontrolean (triodoak, tetrodoak, pentodoak); bere abiadura klistronetan; elektroi fluxuaren eta uhin elektromagnetikoen akoplamendua uhin mailakatuko hodietan; etab).

Harizpiak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Harizpia, katodoak elektroi kantitate egokia igor dezan beharrezko energia hornitzen duen berotze-osagaia da.

Lehenengo balbuletan, harizpia katodo gisa ere aritzen zen (beroketa zuzeneko katodoa). Ondoren funtzioak bereizi ziren, eta harizpia berogailu gisa eta katodoa elektrodo banandu moduan gelditu zen (zeharkako beroketako katodoa). Bi moduak batera aritu ziren, batetik, beroketa zuzenak katodoaren eta harizpiaren arteko transferentzia termikoa hobetzen duelako, eta, bestetik, zeharkako beroketak zirkuituen diseinuak asko erraztea eta elektroi bakoitza optimizatzea onartzen duelako.

Harizpia, beroa dagoenez, gainazaleko materialaren sublimazio-efektupean aurkitu ohi dugu; hau da, gas-egoerara pasatzen da gainontzekoak baino gehiago berotzen diren puntuetan azalera murriztuz. Honela, sublimazioa handitzearen eraginez puntu hauetako harizpiak hautsi egiten dira. Efektu hau asko txikitzen da, tenperatura baxuetan fusio-puntu altua duten materialekin lan eginez gero (Wolframioa...). Beraz, honen eraginez harizpien tenperatura jaitsiz joan da.

Efektu mikrofonikoa dardara mekanikoko harizpirako transmisioan datza. Harizpia dardaratzen denean, oszilazioak katodora transmititzen ditu; honela, bere distantzia saretarekiko aldatu egiten da eta elektroi-korrontean modulazio bat sortzen da. Anodoan, seinale erabilgarria dardara mekanikoek modulatzen dute, eta han bereziki desatsegina da audio-anplifikadoreen kasuan, akoplatzen diren dardarak bozgorailutik bertatik baitatoz.

Eremu magnetikoek ere harizpi-oszilazioak sor ditzakete; horregatik, balbula batzuk iragazkortasun magnetiko handiko tutuetan (mu-metala) ixten dira.

Katodoak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Katodoak elektroiak igortzen ditu, eta elektroi-igortze hau etengabea izan behar da balbularen bizitzan zehar. Zoritxarrez, katodoak ahitzen joaten dira zahartzen doazen heinean.

Harizpien bizitza luzatzeko, katodoen funtzionamendu-tenperatura txikiagotu egiten da, elektroi-erauzketa potentzial baxuagoko materialen erabilerari esker (torio-aleazioak, lantanido-oxidoak...).

Horrez gain, katodoek eroale onak izan behar dute, eta honek estalketa oso aplikazio jakinetan egitera mugatzen du. Adibidez, kaltzio-oxidoak hutsezko pantaila fluoreszenteen (VFD) harizpiak estali ohi ditu.

Hutsa[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Huts maila baxua izatea gas molekulen presentzia oso txikiaren ondorioa da; alegia, huts mailak balbulako gas-molekularen kopuruarekin zerikusia du. Molekula kopurua handituz, beraien arteko talkak ere handitzen dira eta, ondorioz, tutuaren errendimendua txikitzen da. Bestalde, huts maila baxua izateak harizpiaren higaduraren handitzea ekartzen du ondorio modura. Historikoki, garapenak maila altuko huts-balbulak egitera bideratu gaitu. Hala ere, badira balbula batzuk, “tiratroi” balbulak hain zuzen ere, bere funtzionamenduari esker hainbat gasen bitartez tutua betetzea ahalbidetzen dutenak.

Badira hainbat metal atmosferako gasak absorbatzeko propietateak dituztenak, eta presio baxuan berotzean, era geldoan liberatzen dituzte gas horiek. Horregatik, balbularen erabileraren ondorioz, bere errendimendua txikitu egiten da. Hori ekiditeko “getter” materiala ( adibidez, magnesioa) erabiltzen da; material hau balbula zigilatzean lurrundu egiten da. Lurrundutako magnesioa, beiraren gainazalean ipintzen da estalki distiratsu modura. “Getter” materialak, tutuan liberatu daitezkeen gas-molekulak adsorbatzen ditu, eta honela tutuaren hutsa bermatzen da. Tutuaren barnean airea sartzean, “getter” materialak kolore zurixka hartzen du.

Zeramika[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Pentodoaren ikurra

Balbula-ontziaren eraikuntzan gehien erabiltzen den materiala da, bonbilen fabrikaziotik heredatua. Baina beirak fusio-puntu baxua du, isolatzaile termiko ona da, eta hauskorra da. Hori dela eta, potentzia altuko nahiz irrati-maiztasun motako balbuletan erabiltzen da; beira gogorragoa da, eroankortasun termiko hobea du eta fusio-puntu altuagoa dauka. Arazoa izan da zeramikaren eta metalen arteko bat-egite hermetiko eta iraunkorra. Behin arazo hori ebatzita, potentziako eta mikrouhinetako balbulei dagokionez, zeramika beirari gailendu zaio.

Tipologia[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Elektrodo-kopuruaren arabera, balbulak ondorengo moduan sailkatzen dira: diodoak, triodoak, tetrodoak, pentodoak, eta horrela elkarren segidan.

Beste balbula termoioniko mota batzuk, ondorengoak dira:

  • Izpi katodikozko tutua: telebista-pantailak, osziloskopioak, etab.
  • Ikonoskopioak, ortikoi-ak, bidikoi-ak, plumbikoi-ak: telebista-kamerako tutuak dira.
  • Begi magikoak: sintonia-adierazleak, zinta magnetiko-grabatzaileen asetasun-adierazlea.
  • VFDa: Displays huts-fluoreszenteak.