B
IBN que notre ABC soit uniquement consacré aux teclmiques les plus moder-nes qui sont basÇes presque inté-gralement sur les semi-conduc-teurs, il n'est pas permis, du moins actuellement, d'ignorer totalement les tubeI à vide, dont la plupart sont aussi désignés sous le nom de lampes.-On res utilise encore dans cer-tains circuits de TV, d'appareils de mesure et en émission.
Les lampes sont toujours pré-sentes dans des millions d'appa-reils en fonctionnement. De plus, des stocks considérables de lampes sont-en- vente un peu partout à des prix très réduits.
Aves les lampes, les montages sont en général plus aisé/! pour un amateur. Grâce à leurs dimensions plus grandes, les lampes se mani-pulent sans précautions particu-lières. Etant montées sur des sup-ports, la mise au point et le dépan-nage des appareils sont plus faciles.
Malgré leurs avantages, les lam-pes sont pratiquement abandonnées dans la presque totalité des cir-cuits électroniques neufs : indus-triels, militaires et, évidemment, spatiaux dans les appareils BF et dans les radiorécepteurs au profit des transistors, des circuits inté-grés et tous autres dispositifs semi-conducteurs.
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lIid~m
S.C.
Fig. 1 Page 174
*
N" 1 330K- f" f'
V
Nous ne donnerons ici que des renseignements essentiels sur ces lampes, destinés surtout à nos jeunes lecteurs dont certains ne sont pas du tout au courant de la technique des tubes électroniques, n'ayant eu affaire qu'aux tran-sistors.
LES TUBES A VIDE ET LES TRANSISTORS Contrairement à la méthode gé-nérale àdoptée au cours des années passées, nous partirons de la cons-titution des transistors pour indi-quer celle des lampes, méthOde qui nous semble adaptée aux temps et à nos lecteurs actuels.
Comme pour leS transistors, les lampes possèdent un certain nom-bre d'électrodes ce qui permet de réaliser des diodes, des triodes, des tétrodes et des lampes à grand nombre d'électrodes telles que les pentodes, hexodes, heptodes,octo-des et nonodes.
La comparaison avec les semi-conducteurs peut s'effectuer pour les diodes et les triodes.
LES DIODES
A la figure 1 on indique, à gau-che le symbole d'une diode semi-conductrice et à droite celui d'une diode à vide montée dans une am-poule dans laquelle on a fait le vide.
Dans les deux on trouve l'anode A et la cathode K mais dans la diode à vide ,il y a aussi un fila-ment dont les èxtrémités sont F-F'.
La diode à vide, comme d'ai]-leurs, toutes les lam~ à vide, ne peut fonctionner que si la cathode est chauffee par un moyen quel-conque. Un moyen simple et _ com-mode de chauffer la cathode est de se servir de l'électricité en faisant passer un courant suffisant dans le
filament disposé à l'intérieur de la cathode, selon une technique ana-logue à celle du fer à souder dont la panne est chauffée par une
résis-tance. '
Lorsque la cathode, réalisée avec des métaux spéciaux tels que le tungstène, le barium, etc., est chauffée, elle peut émettre des élec-trons. -'
Fig. 2
Ceux-ci se dirigeront vers l'anode, en passant par l'espace vide, si l'anode est positive par rap-port à la cathode.
n
y aura alors un courant électronique. Le montage expérimental permettant de se ren-dre compte du fonctionnement d'une diode à vide est donné par la figure 2. On y trouve :a) La diOde avec l'anode, la ca-thode et le filament.
b) La source de tension SF de chauffage du filament.
La tension filament peut être basse (par exemple inférieure à 1 V), ou élevée (par ~xemple de 80 V ou plus). .
Elle peut être continue ou alter-native. L'isolement entre le fila-ment et la cathode est excellent de
sorte que le signal du filament ne soit pas induit dans le circuit ca-thode-anode.
c) La source SA de tension d'alimentation de la diode, celle-ci est en général continue dans la plu-pm des applications de la diode, mais dans une des applications les plus importantes, le redressement, la tension fournie par la source SD est alternative. Pour le moment nous considérerons le cas où' SD est une source de tension continue.
Elle est branchée de façon que la cathode soit du côté du pôle néga-tif de la source et l'anode du côtè du pôle positif.
Pour la démonstration du fonc-tionnement on a monté également un potentiomètre P, aux bornes de la source
sn.
L'anode est connectée au cur-seur de P,; lorsque le curcur-seur C se déplace de a vers b. la tension appliquée à l'anode augmente depuis zéro jusqu'à une valeur
E.
qui est celle -de la tension de la source SD.
L'expérience est téalisée à l'aide de deux galvanomètres de mesure:
d) Le milliampéremètre (ou ampèremètre) M. monté en série dans le fil reliant l'anode A avec le curseur
c
du potentiomètre P.e) Le voltmètre V mesurant la tension V d existant entre l'anode et le point a ou, ce qui revient au même, la tension entre les points c et a.
On considérera comme négligea-ble la résistance du milliampére-mètre M.
Les deux instruments de mesure sont branchés comme l'indique le schéma afin que leur aiguille dévie dans le -sens correct. Grâce à ce montage de mesures, on pourra relever la courbe V Jld de la diode, c'est-à-dire la courbe représentant la variation du courant Id en fonc-tion de la tension V d' •
la réalisé en conducteurs isolés et tor-sadés. (contenant le filament non indiqué) autour de la cathode, la grille et ses cinq broches correspondant aux points suivants : F- F' (filament) K = cathode, G = grille, A ou P : anode ou plaque.
rt:,
A B Clnsembk des Cou~ Coupe élee/rodeS l0"7illJditl8k frilnlo;cwk
En très bref, on peut indiquer le fonctionnement de la manière sui-vante, en se référant au montage de la figure 6.
Voici d'abord quelques détails sur ce montage. TI est analogue à la tension négative de polarisation appliquée à la grille et M, un mil-liampèremètre indiquant le courant d'anode (ou plaque).
Tout comme dans l,lIle diode la cathode émet des électrons qui 'Sont attirés par la plaque, portée à une tension positive par rapport à la cathode. La grille, placée entre la cathode et la plaque est portée à un potentiel généralement négatif par rapport à la cathode.
Si la grille est négative, elle contribue à diminuer le flux des électrons allant à la plaque, autre-ment dit le courant plaque-cathode dépend de la tension de grille. Plus D. Dans ces conditions, la grille est à - 25 V par rapport li la cathode et la plaque à + 150 V également par rapport à la cathode. Le mil:
liampéremètre indiquera un cou-rant continu, par exemple 10 mA, tandis que le voltmètre V marquera 25 V.
Tournons le curseur de Pl vers B de façon que le voltmètre V in-dique 20 V. La grille sera mainte-nant mOÎll$ négative et le courant plaQ.ue augmentera. Le milliampé-remetre M indiquera 40 mA par exemple.
Tournons encore le curseur vers B de manière que la grille soit de moins en moins négative. On verra que le courant plaque continuera à augmenter. On remarquera aussi que pour certaines valeurs de la ten-sion plaque augmente, tout comme dans une diode. Nous désignerons la tension à la plaque par Ea'
L'an.alogie avec un transistor triode NPN est évidente. transitor est dans le fait que la grille est g.énéralement négative par rap-port à la cathode mais elle peut etre dans certains montages et avec certaines lampes positive.
Dans les deux triodes, le courant plaque (ou collecteur) augmente lorsque la tension de ~rille (ou base) augmente (moins negative ou plus positive). Revenons à la lampe triode et définissons les trois prin-cipaux paramètres : la pente, .le coefficient d'amplification et la ré-sistance interne.
PENTE
C'est le rapport entre la tion du courant plaque et la varia-tion de la tension grille, la tension plaque restant constante. Ainsi sup-posons que la tension plaque est La deuxième expérience réalisée à l'aide du montage de la figure 6' consiste à laisser la tension de grille constante et à modifier la tension plaque à l'aide de Pz, On constate que le courant plaque aug-mente en même temps que la ten-sion plaque.
On définit ainsi la rélilltaDce iD·
tcrac. C'est le rapport entre la va-riationde la tension plaque -et la variation du courant plaque cor-respondante. paramètres restant constants.
N" 1 330
*
Page 175COEFFICIENT D'AMPLIFICÀTlON C'est simplement le produit de la pente par la résistance intem.e.
Le coefficient d'amplification est donc égal à 30. On désigne ce coef-ficient par la l~e k ou par la lettre grecque 1-':.' " ' .
Le coefficient d'amplification se définit aussi comme la variation ajou-tant à cette dernière l'électrode sup-plémentaire : la grille 2.
La figure 9 montre en A la coupe transversale d'une tétrode et en B le dessin symbolique qui la repré-sente sur les schémas.
Cette lampe est souvent rempla"
cée dans de nombreuses applica-tions par une pèntode qui., comme son nom l'indique, possède une troisième grille. L'étude de ces deux lampes peut se faire ensemble car elles fonctionnent de' manière ana-logue. de courbes représentant· la varia~
tion du courant plaque !p (en teQiPS que V, lorsque la tension né-gative V, est constante.
Par exemple, le point P qui est un des '}>Oints de la région des cour-bes, peut être un point de fonction-nement de la triode considérée.
Il correspond à :
I..
= 3 mA, V,=
36S V environ etV. = -
2S V Il s'agit d'une lampe fonctionnant avec une tension élevée. d'entrée et la tension amp1itiee gé-Le fonctionnement d'une pen- néraJement plus grande que la ten-tode est procile de celui d'une sion d'entrée, est obtenue aux bor-triode et on peut définir de la même nes de sortie. Ce montage est dit facon le coefficient d amplification a~riodique, ~arce qu'il ~utam-k la résistance interne Il et la plifier des teIlS.lons alternatives dont ,p~nte
s.
- la fréquence peut varier entre des limites trés étend ues, par exemple depuis 2S Hz jusqu'à plusieurs mil-lions de hertz.La grille 3 intervient peu dans la variation des caractéristiques d'une pentode. On la relie généralement il la cathode ou à un point de poten-tiellégèrement inférieur à celui de la cathode. en-core que cet~e troisième grille cons-titue 1 amélioration que présente la cathode. Cette tension est générale-ment égale ou inférieure il celle de plaque est beaucoup plus faible que dans une triode dans laquelle la plaque et
La
grille sont directement en présence.r-
PI.9qwG,lIkJ('rfllc d'arrêt) Grillt 2 (Grille écran)
rt/~f (GnlledtaxnlNRI<)
Examinons d'abord ce dernier.
La grille est connectée il la valeur relativement faible, de l'ordre de quelques milliers d'ohms, par exemple 2 000
.o.
Enfin la masse dont le symbole apparaît sur les fij.tures Il A et B.La grille, dans les montages am-plificateurs normaux (on les dit dis-position concentrique des cinq élec-trodes.
Dans une pentode, c'est la grille 1 qui joue le même rôle que l'unique grille d'une triode. 'La ca-thode et la plaque se comportent comme les électrodes de même nom de la triode.
La grille 1, en raison de son im-portance, est nommée également lriDe de com1llll1Mle, alors que les
Ainsi, la capacité grilfe I-plaque d'une triode peut être de rordre de 1 pF, tandis que dans une pen-tode la même capacité est 100 à 1 000 fois plus faible.
Une autre propriété importante de la grille 2, c'est de permettre de modifier les caractéristiques de la pentode. Ceci sera mis en évidence en examinant un schéma d'utilisa-tion.
Dans ces conditions, la grille est au même potentiel que la masse;
Comme la cathode est de 2 V plus positive que la masse (c'est-à-dire que la grille), il revient au même de dire que la grille est de 2 V plus négative que la cathode.
Voici donc la grille poIarUée Dé-pdvemelit par rapport il la ca-thode comme il se doit dans un montage amplificateur à lampe.
Passons au circuit de plaque. La résistance
Ra
de 2000 0 esttra-Cs GV par exemple, par rapport à la masse on aura 0 V à la grille 1, + 2 V à la cathode, + 180 V à la plaque.
Examinons maintenant le sché-ma de la pentode de la ligure Il A. ca-ractéristiques de la pentode
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