Dinatronový efekt ve vakuových trubicích je „přechod sekundárních emisních elektronů na jinou elektrodu“. [1] Bombardování anody výbojky vysokoenergetickými elektrony z ní vyrazí elektrony sekundární emise. Pokud byl současně na jinou elektrodu (např. stínící mřížka tetrody ) přiveden potenciál přesahující anodový potenciál , pak se sekundární elektrony nevracejí k anodě, ale jsou přitahovány k jiné elektrodě. Proud zátěže anody klesá, proud druhé elektrody se zvyšuje. V tetrodách vzniká dynatronovým efektem nežádoucí stav negativního vnitřního odporu , při kterém se zvyšujeanodové napětí je doprovázeno poklesem anodového proudu (v extrémních případech může anodový proud i změnit směr). V pentodách je dinatronový efekt potlačen zavedením třetí (antidynatronové) mřížky, která zabraňuje sekundárním elektronům v úniku z anodového pole.
V roce 1918 výzkumník General Electric Albert Hull navrhl nový typ elektronky , dynatron . [2] Před nástupem do radiotechniky studoval Hull řeckou filologii a následně své vynálezy nazval řeckými jmény: dynatron .atdmagnetron,thyratron,pliotron, První anoda dynatronu vypadala jako mřížka obyčejné triody ("audion" de Forest ), ale na rozdíl od triody na ni muselo být přivedeno kladné předpětí. Při určitém poměru napětí na anodách vedlo zvýšení napětí na druhé anodě ke snížení proudu procházejícího touto anodou. Hull navrhl použití jednotlivých dynatronů jako generátorů vysokofrekvenčních oscilací a párů přímo spojených dynatronů jako neinvertujících zesilovačů.
V roce 1926 tentýž Hull zkřížil triodu a dynatron a mezi mřížku a anodu umístil stínící mřížku – obdobu „první anody“ z jeho dynatronu z roku 1918. Ve stejném roce Henry Roundpřinesl myšlenku, kterou poprvé předložil Walter Schottky (1916), do sériové výroby - na trh vstoupily první sériové radiofrekvenční tetrody . [4] Nová elektronka předčila triodu na vysokých frekvencích, ale při nízkém anodovém napětí vykazovala stejný „dynatronový efekt“ jako Hullův dynatron. Odtud pochází alternativní definice podstatného jména "dynatron" - "tetroda, jejíž napětí na anodě je udržováno nižší než napětí na stínící mřížce." [5]
Pracovní funkce elektronu z kovové anody je v závislosti na materiálu anody jednotky elektronvoltů (eV). Téměř každý elektron dopadající na anodu z vnějšku s energií větší než 10...15 eV [6] je schopen vyrazit pomalý sekundární elektron z anody. V normálních provozních režimech vakuové lampy je energie elektronů bombardujících anodu zjevně vyšší než tato prahová hodnota – stovky eV v přijímacích-zesilovacích lampách, tisíce eV v generátorových lampách, desítky tisíc eV ve vysokonapěťových kenotronech .
Ve vakuové diodě nebo triodě , na jejíž mřížku je přivedeno záporné řídicí napětí, jsou sekundární elektrony přitahovány anodovým polem. V blízkosti anody se objeví úzká zóna vesmírného náboje , ale elektrony ji nemohou opustit. Pokud je naproti tomu na triodovou mřížku přivedeno kladné napětí převyšující anodové napětí , pak některé ze sekundárních elektronů budou moci opustit anodové pole a spěchat do mřížky. Miliampérmetr v anodovém obvodu zaznamená pokles anodového proudu, miliampérmetr v mřížkové síti zaznamená výskyt síťového proudu. Obyčejná přijímací-zesilovací trioda během takového experimentu nevyhnutelně zemře, ale rané triody z dvacátých let takový režim zcela umožňovaly. [7]
Dinatronový efekt je nejvýraznější u tetrod . V závislosti na poměru napětí na anodě a stínící mřížce a také na opatřeních přijatých k potlačení dynatronového efektu se v různé míře projevuje:
| Nelinearita (uzly) monotónně rostoucí závislosti anodového proudu na anodovém napětí . Při nízkých anodových napětích může růst anodového proudu zaostávat za vypočítaným „triodovým“ charakterem závislosti ( Child-Langmuirův zákon ), nicméně ve všech režimech zůstává vnitřní odpor kladný. Toto chování je charakteristické pro vysoce výkonné nízkofrekvenční pentody a paprskové tetrody . Normální provozní podmínky těchto lamp zpravidla leží daleko za „dynatronovými“ sekcemi jejich I–V charakteristik. | |
| Negativní vnitřní odpor je pozorován u tetrod , když se zvýšením anodového napětí roste odtok sekundárních elektronů z anody do stínící mřížky rychleji než proud primárních elektronů dopadajících na anodu. Na anodové proudově-napěťové charakteristice je pozorován sestupný úsek . S dalším zvyšováním anodového napětí dynatronový efekt slábne a proud začíná opět narůstat. Záporný vnitřní odpor je zpravidla vysoce nežádoucí, protože může generovat samobuzení zesilovače. U pentod je dinatronový efekt silně potlačen a není pozorován žádný negativní vnitřní odpor. U paprskových tetrod je možné pozorovat velké záporné předpětí na řídicí mřížce a nízké anodové proudy, viz například CVC paprskové tetrody KT88 . |
|
| Inverze anodového proudu . Na počátku 20. let 20. století zašel dinatronový efekt tak daleko, že anodový proud změnil směr: počet sekundárních elektronů vyražených z anody a přitahovaných stínící mřížkou překročil počet elektronů emitovaných katodou a dosáhl anody. . Z pohledu vnějšího pozorovatele vyzbrojeného miliampérmetrem se anoda proměnila v druhou katodu. Zařízení v anodovém obvodu zaznamenávalo proud elektronů tekoucích do anody, zařízení v obvodu stínění zaznamenávalo proud přesahující katodový emisní proud. [8] Potažení anod oxidy zlepšujícími pracovní funkci eliminovalo inverzi anodového proudu, ale nemohlo eliminovat oblast záporného odporu. |