Triodo: ¿por qué la cuadrícula es "más negativa" que el cátodo?

Hay varios tipos de polarización en los amplificadores de tubo. Su esquema muestra un tipo particular, la polarización de fugas de red. La desviación de la filtración a la red es, con mucho, la más difícil de entender, y muchas explicaciones antiguas esperan que usted presione el botón "Creo" y continúe. A primera vista, parece mágico: ¿cómo puede la rejilla volverse negativa con respecto al cátodo, al no haber un suministro de voltaje de polarización negativo? Es aún más difícil de entender si recibió capacitación que la corriente fluye de positivo a negativo. Es más fácil si usted recibió entrenamiento militar o su entrenamiento es en física (ambos reconocen que el flujo de corriente es negativo a positivo).

La clave para entender cómo funciona la polarización con fugas de rejilla es profundizar en la física de cómo funciona un tubo. El calentador calienta el cátodo. El cátodo tiene un revestimiento que, cuando se calienta, crea una nube de electrones a su alrededor. Algunos de estos electrones vuelven a caer en el cátodo, otros se escapan y otros golpean el alambre de rejilla cercano, no muchos, porque, después de todo, nada los atrae (en comparación con la placa B +). Pero hay algunos con suficiente energía y dirección para golpear los cables de la red y permanecer allí. Así que ahora tenemos una cuadrícula con más electrones de los que comenzó. Si no fuera por la resistencia entre la rejilla y la tierra (cátodo), los electrones se seguirían acumulando. Pero con esta resistencia, los electrones adicionales tienen un lugar donde ir: a través de la resistencia y de vuelta al cátodo, por lo que están constantemente desangrándose. Los electrones que fluyen desde la rejilla al cátodo (a través de la resistencia) hacen que la rejilla sea negativa con respecto al cátodo. Hacer que la cuadrícula sea negativa está sesgando el tubo.

Solo algunos comentarios, posiblemente útiles ...

• Comprender cómo funcionan los transistores no te ayuda a entender cómo funciona un tubo.
• Pensar en un tubo como una red de resistencia (por ejemplo, la suma de las corrientes que entran y salen de un nodo es igual a cero, ese tipo de cosas) tampoco ayuda aquí.
• Pensar en cómo funciona un termopar SÍ ayuda, es decir, obtienes flujo de corriente sin una batería externa. Reemplace, en su mente, el cátodo y la rejilla con dos metales diferentes en contacto (un termopar) y caliéntelos. El proceso (aunque diferente) produce el mismo efecto: un pequeño flujo de corriente sin fuente de voltaje externa.

Espero que encuentre útil esta explicación.

Los triodos pueden funcionar con voltajes de red positivos, pero rara vez se operan de esa manera, excepto en amplificadores de potencia.

La corriente de la rejilla fluirá cuando la entrada sea positiva, lo que puede causar distorsión y, si fluye suficiente corriente de la rejilla, la rejilla puede calentarse hasta el punto de causar daños. Tampoco es posible reducir la corriente del ánodo por debajo del valor de reposo utilizando este enfoque

Los tubos / válvulas en general están diseñados para funcionar con voltajes de red negativos.

También los triodos se usan más comúnmente para amplificar las señales de CA, por lo que la señal no solo será positiva desde el punto de inactividad, sino que también se volverá negativa.

Una forma común de sesgar un triodo es incluir una resistencia en el cátodo de manera que la corriente del cátodo aumente el cátodo en unos pocos voltios. La red se conectará a 0v a través de una resistencia, por lo que tiene un voltaje negativo en relación con el cátodo. Esto a menudo se denomina auto-sesgo.

Otra forma que se ve a veces es usar una resistencia de rejilla de valor muy alto con el cátodo conectado a tierra. La emisión de electrones del cátodo dará como resultado una pequeña corriente de rejilla que fluye a través de la resistencia de rejilla de alto valor para dar un sesgo de polaridad negativa en la rejilla. Esto se denomina polarización de corriente de cuadrícula.

¿Quizás es solo la pregunta de qué significa voltaje? Según Wikipedia el voltaje es una medida de la diferencia de potencial eléctrico . Una diferencia entre dos potenciales eléctricos. La pregunta que debe hacerse es cuando se dice que una cuadrícula tiene un potencial negativo, ¿cuál es la referencia?

Los voltajes mostrados en las hojas de datos de los componentes siempre se expresan con respecto a una referencia: el cátodo. Los tubos no son excepciones. Como dijo @ kevin-white, agregar una resistencia en el circuito del cátodo haría que el cátodo elevara la referencia de potencial de la rejilla. También es posible desviar los tubos con LED (fuente de voltaje).

(Consulte sitio web de wizzard sobre la válvula ).

En el esquema que publicaste:

La cuadrícula tiene el mismo potencial que el cátodo, por lo tanto, Vgk = 0V. Para crear un Vgk negativo, el cátodo debe elevarse a un potencial positivo mientras que la cuadrícula permanece en la referencia de 0 V (también llamada tierra). Para hacerlo, se coloca una resistencia en el circuito del cátodo, la intensidad que fluye a través del tubo también lo hará en la resistencia. Como U = R × I, el cátodo verá su potencial para elevarse por encima de la referencia de 0 V, por lo que Vgk se convierte en ... negativo. A medida que va más y más negativo, el tubo, que es una conductancia, limitará la corriente que pasa a través de él y se encontrará un equilibrio dependiendo del valor de la resistencia.

También puede haber una fuente de alimentación que ofrece un potencial más negativo que la referencia de 0 V (fuente de alimentación negativa) utilizada para polarizar la red.