제어 그리드
Control grid
컨트롤 그리드는 3극, 4극 및 5극과 같은 열전자 밸브(진공 튜브)를 증폭하는 데 사용되는 전극으로, 음극에서 양극(플레이트) 전극으로의 전자의 흐름을 제어하는 데 사용됩니다.제어 그리드는 보통 음극 주위를 둘러싼 원통형 스크린 또는 가는 와이어의 나선형으로 구성되며, 차례로 양극으로 둘러싸여 있습니다.제어 그리드는 1906년 플레밍 밸브(열전자 다이오드)에 그리드를 추가하여 최초의 증폭 진공관인 오디온(삼극)을 만든 리 드 포레스트에 의해 발명되었다.
작동
밸브에서 열음극은 음전하 전자를 방출하고, 이 전자는 전원에 의해 정전압이 주어지는 양극에 흡착되어 포착된다.음극과 양극 사이의 제어 그리드는 양극에 도달하는 전자의 전류를 제어하는 "게이트" 역할을 합니다.그리드에 음전압이 더 많으면 전자가 음극 쪽으로 역류하여 양극에 도달하는 전자가 더 적습니다.그리드의 음전압 또는 양의 전압이 낮으면 더 많은 전자가 통과하여 양극 전류가 증가합니다.그리드 전압이 일정하게 변화하면 플레이트 전류가 비례적으로 변화하므로 시간 가변 전압이 그리드에 인가되면 플레이트 전류 파형은 인가된 그리드 전압의 복사본이 됩니다.
전압 제어 그리드에 관한 비교적 작은 변화 양극 전류의 상당히 큰 변화를 유발.저항기의 양극 회로에 있는 전압에 큰 변화는 양극에서 나타나는 원인이 된다.양극 전압에 변화가 훨씬 그리드 전압에서 원인이 된 변화보다고, 따라서 관과 증폭기로 기능할 증폭시킬 수 있이 더욱 크다.
건설
첫 번째 3극 밸브의 그리드는 필라멘트와 양극 사이에 배치된 지그재그 모양의 와이어 조각으로 구성되었습니다.이는 단일 가닥 필라멘트(또는 나중에 원통형 음극)와 원통형 양극 사이에 배치된 나선형 또는 원통형 스크린으로 빠르게 진화했습니다.그리드는 보통 고온에 견딜 수 있고 전자 자체를 방출하기 쉬운 매우 얇은 와이어로 구성되어 있습니다.금도금을 한 몰리브덴 합금이 자주 사용된다.부드러운 구리 사이드 포스트에 감겨 있으며, 이 사이드 포스트는 그리드 와인딩에 휘감겨 제자리에 고정됩니다.1950년대의 변형은 프레임 그리드로, 매우 가는 와이어를 단단한 스탬프 금속 프레임에 감습니다.이를 통해 매우 가까운 공차를 유지할 수 있으므로 그리드를 필라멘트(또는 음극)에 가깝게 배치할 수 있습니다.
그리드 위치의 영향
제어 그리드를 양극에 비해 필라멘트/음극에 가깝게 배치함으로써 더 큰 증폭 결과를 얻을 수 있습니다.밸브 데이터 시트에서 이 증폭도를 증폭률 또는 "mu"라고 합니다.또한 양극 전류 변화 대 그리드 전압 변화 측정값인 더 높은 트랜스컨덕턴스를 얻을 수 있습니다.밸브의 소음 수치는 트랜스컨덕턴스에 반비례합니다. 트랜스컨덕턴스가 높을수록 일반적으로 소음 수치가 낮아집니다.라디오나 텔레비전 수신기를 설계할 때는 노이즈가 낮아지는 것이 매우 중요합니다.
다중 제어 그리드
밸브에는 두 개 이상의 제어 그리드가 포함될 수 있습니다.16진수에는 수신 신호용과 로컬 오실레이터로부터의 신호용 두 개의 그리드가 있습니다.밸브의 고유한 비선형성으로 인해 원래 신호가 양극 회로에 모두 나타날 뿐만 아니라 이러한 신호의 합과 차이도 발생합니다.이는 슈퍼헤테로다인 리시버에서 주파수 교환기로 이용할 수 있습니다.
그리드 바리에이션
제어 그리드의 변형은 가변 피치로 나선을 생성하는 것이다.이는 결과적으로 밸브에 뚜렷한 비선형 [1]특성을 부여합니다.이는 그리드 바이어스의 변경으로 상호 컨덕턴스가 변화하여 장치의 이득이 변화하는 RF 증폭기에서 종종 이용된다.이러한 변화는 보통 밸브의 펜토드 형태로 나타나며, 여기서 가변 뮤 펜토드 또는 원격 차단 펜토드라고 합니다.
3극 밸브의 주요 한계 중 하나는 그리드와 양극(Cag) 사이에 상당한 캐패시턴스가 있다는 것입니다.밀러 효과로 알려진 현상으로 인해 증폭기의 입력 캐패시턴스가 C와 밸브의 증폭 계수의ag 곱이 됩니다.이는 C가 클 때 입력ag 및 출력이 조정된 앰프가 불안정하면 상위 동작 주파수가 심각하게 제한될 수 있습니다.이러한 효과는 스크린 그리드를 추가하면 극복할 수 있지만, 튜브 시대 후반기에 이 '기생 캐패시턴스'를 너무 낮게 만드는 구조 기법이 개발되어 상위 고주파(VHF) 대역에서 작동하는 트라이오드가 가능해졌다.Mullard EC91은 최대 250MHz에서 작동했습니다.EC91의 양극 그리드 캐패시턴스는 제조사의 문헌에서 2.5pF로 인용되고 있는데, 이는 당시의 다른 많은 3극보다 높은 수치입니다. 반면 1920년대의 많은 3극은 엄밀하게 비교할 수 있는 수치를 가지고 있었기 때문에 이 분야에서는 진보가 없었습니다.그러나 1920년대 초기 스크린 그리드 테트로드는 C가ag 화씨 1, 2에 불과해 약 1,000배 정도 낮습니다.'Modern' 오분음표는 C와ag 비슷한 값을 가지고 있다.Miller의 피드백을 방해하는 회로 배열인 '접지 그리드' 구성의 VHF 증폭기에 트라이오드가 사용되었습니다.
