Quelques propriétés et utilisations de la triode inversée

HAL Id: jpa-00212592

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00212592

Submitted on 1 Jan 1952

HAL is a multi-disciplinary open access

archive for the deposit and dissemination of

sci-entific research documents, whether they are

pub-lished or not. The documents may come from

teaching and research institutions in France or

abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est

destinée au dépôt et à la diffusion de documents

scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,

émanant des établissements d’enseignement et de

recherche français ou étrangers, des laboratoires

publics ou privés.

Quelques propriétés et utilisations de la triode inversée

A. Rogozinski, J. Weill

To cite this version:

28

Si le _passage de I à II s’était fait sans

_quitter

la

zone linéaire nous aurions obtenu la courbe III déduite de I par les relations .

p, et y, étant les coordonnées

polaires

d’un

point

de

I,

pin et Cf ln celles du

point correspondant

de III et p,s et p,, étant le module et

_la

_phase

du

_rapport

de transmission du réseau stabilisateur.

’

Or,

nous constatons que II et III sont

homothé-tiques

et que les oscillations restent sinusoïdales. Ces résultats

_{justifient l’hypothèse}

que nous avons

faite

_d’organes

_{pseudolinéaires}

dont l’effet est

simplement

de limiter le

_gain

de la chaîne

amplifi-catrice en fonction du

_signal

d’entrée.

Ces

_expériences

sont

décrites en détail dans la

thèse de M. Moch

_[3].

Manuscrit reçu le 1 i septenibre 1951.

BIBLIOGRAPHIE.

[1] PAPIN D. et KAUFMANN A. - Cours de calcul matriciel

appliqué, Albin Michel, 1950.

[2] DUTHIL J. R. - Théorie des servomécanismes

non linéaires.

La Radio Française, Mai _1950.

[3] MocH R. 2014 Contribution à l’étude de la stabilité des

servomécanismes linéaires. Étude et réalisation d’un

traceur _{automatique d’équipotentielles.} Thèse de

doc-torat, Paris, 1951.

DUNCAN W. J. et COLLAR A. R. 2014 A method for the

solu-tions of oscillation problems by matrices. Phil. _Mag.,

1934, 17, 865.

PARODI M. - _{Applications physiques} de la transformation

de _Laplace

_(Édition

du C. N. R. S.).

QUELQUES PROPRIÉTÉS

ET UTILISATIONS DE LA TRIODE

INVERSÉE.

Par A. ROGOZINSKI et J. WEILL. Commissariat à

_l’Énergie

_atomique.

Sommaire. - Dans _une triode

inversée, la grille est _portée à une tension _positive et la plaque, qui

sert d’électrode de commande, est _{polarisée négativement.} Dans ces _conditions, la _lampe fonctionne

en triode _{désamplificatrice} et _permet de mesurer, avec une consommation très réduite, des tensions continues _{négatives pouvant atteindre,} suivant le modéle de lampe utilisée, quelques dizaines de

kilovolts.

La consommation n’excède pas 1020149 A _pour les tensions les plus élevées, mais décroit _rapidement

et _peut descendre au-dessous de 10201412 A pour des tensions de quelques dizaines de volts. La réponse

de la lampe est sensiblement linéaire sur une _{portion importante} de sa _{caractéristique.}

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM.

PHYSIQUE APPLIQUÉE.

SUPPLÉMENT AU N° 2.

TOME

_13,

FÉVRIER

19[s2,

PAGE 28 A.

Les

_propriétés

de la triode

inversée,

indiquées

par Terman

(1) dès 1928,

laissaient

_prévoir

des

applications électrométriques

intéressantes,

_qui

n’ont

guère

été

_{développées jusqu’à}

ces dernieres années où

_quelques

auteurs ont

_repris

le

_problème

en

question (2).

Des études sur ce

sujet,

commencées au début

de I 9Q7,

nous ont

_{permis d’appliquer}

ces

_propriétés

à

la

réalisation de

_plusieurs

_types

_{d’appareils :}

voltmètre

_{mégohmmètre}

_{électrostatique,}

voltmètre haute tension et

_{amplificateur}

de courants très

faibles.

Principe

de

fonctionnement

d’une triode

inversée. - Dans

un

_montage

en triode

inversée,

parfois

appelé

montage

en

_{désamplificatrice,}

l’élec-trode de commande de la

_lampe

est la

_plaque,

l’électrode de mesure, ou de

_sortie,

étant la

_grille

(fig. i).

La tension

_d’attaque

à

_laquelle

est

_portée

la

_plaque

est

_négative;

elle crée

donc,

vis-à-vis

_des

électrons émis _par la

cathode,

un

_champ

de

répul-sion

_{qui s’oppose}

au

_champ

d’attraction dû au

potentiel positif

auquel

on

_porte

la

grille

de la

lampe.

Dans ces

conditions,

le courant total débité

par la cathode est (1) E F.

TERMAN,

I. R. _{E., 1928, 16, 447.}

(2) R. J. _{SCHNEEBERGER,} Rev. SC. Instr., U. S. _{A, 1948,19,}

40; L. C. L. _YUAN, Rev. Sc. Instr. U. S. A., 1948, 19, 450.

29

où

_Ig

et

_{I p}

sont

_{respectivement}

les courants de

plaque

et de

_grille

de la

_{lampe, Vg}

et

_Vp

les tensions de

_grille

et de

_{plaque, k}

une constante et 1J le

coefficient de «

_{désamplification}

» de la

triode,

sen-siblement

_égal

au coefficient

_{d’amplification p}

_qui

caractérise la triode dans un

_montage

ordinaire en

amplificatrice.

Du fait du

_{potentiel négatif}

de la

plaque,

le courant

_plaque

est

_toujours

très

faible,

car elle ne collecte

_pratiquement

_pas d’électrons. La limite inférieure de ce courant est

_imposée

_{par les} courants de fuite résultant de la résistance d’isole-ment finie de la

_plaque

et _par les courants inverses

dus,

en

particulier,

à la

_présence

d’ions

positifs

à l’intérieur de la

_{lampe. Chaque}

fois _{que l’on} désirera obtenir un débit

_plaque

très

_réduit,

c’est-à-dire

réaliser des conditions

_{électrométriques,}

il conviendra

de choisir des

_lampes

très bien vidées et dont la

plaque

est très bien insolée. Comme nous le verrons

par la

suite,

on

_peut

obtenir des courants

_plaque

aussi faibles

_{que i o-1 1 A.}

Le

courant

plaque

pouvant

toujours

être

_négligé

Fig, i. - Schéma simple d’un _montage de triode inversée.

devant le courant de

_{grille qui,}

_{répétons-le,}

_joue

ici le rôle

d’anode,

on a

-Il sera donc

_possible

de mesurer

_{théoriquement}

des tensions

_{V p}

_pouvant

atteindre une valeur

voisine

de v

_{V 8’}

_pour

_laquelle

le courant de la

_grille

devient nul. En choisissant des valeurs conve-nables _pour

_Vg,

on _pourra mesurer des tensions

élevées

dont

la limite

_supérieure

sera toutefois

imposée

par les

possibilités

de la

lampe,

en

parti-culier-par

sa tenue au

_claquage.

En utilisant divers

types

de

_lampes,

_depuis

les

_lampes

usuelles de

réception jusqu’aux

lampes

d’émission. de

_grandes

dimensions,

nous avons _pu mesurer sans débit des

tensions allant

_jusqu’à

25 ooo V. La construction de

tubes

_{spécialement}

étudiés

_permettrait

de

_dépasser

largement

cette valeur et

_{présenterait}

un intérêt certain _{pour la} mesure

_{électrostatique}

_{(et rapide),}

toujours

délicate,

des tensions

_dépassant

100 ooo V.

Montages. -

Les

_montages

,usuels

de la triode

amplificatrice

sont

_applicables

à la triode

_inversée,

les

_signes

des tensions de’

_plaque

et de

_grille

étant

interchangés.

Nous avons utilisé divers

_types

de

montage,

tels que le

montage

simple (fig.

i)

et le

montage

en «

_{pont »}

_(fig.

_2).

Fig. 2. -

Montage en _pont de deux triodes inversées.

Fig. 3. -

Caractéristiques

_{I (V,)}

pour difierentes valeurs

de

_VB’

d’une _lampe tH4G dans le cas du _{montage simple.} Les

valeurs

_{indiquées pour}

_Vp

sont négatives.

Fig. 4. -

Caractéristiques

_Iy(Vp)

d’un montage en _pont de

deux _lampes 955 et

caractéristique

_Ip(Vp)

du même

mon-tage. Les valeurs

_indiquées

pour

V p

sont _négatives.

30

le

_montage

de la

_figure

1,

_présentent

une courbure

initiale du côté des

_{polarisations}

très

_négatives,

un effet de saturation _{pour des}

polarisations

élevées

et une

partie

linéaire intermédiaire

plus

ou moins

longue

suivant les tubes et la tension de leur

_grille.

La

_figure

4

montre les

_{caractéristiques Ig(V,,)}

et

I p ( V p)

obtenues’

avec le

_montage

en

_pont

de la

, figure

2. Une

polarisation

initiale

Vo

permet

de ne faire travailler les tubes que

depuis

le début de la

portion

linéaire de leur

_{caractéristique 1 p ( V g).}

La

même

_figure

₄

_indique

la variation

du

courant

_plaque

en fonction du

_{potentiel appliqué}

à la

grille.

On

constatera que ce courant

peut

devenir extrêmement faible et ,se maintenir au-dessous

de 10-12 A,

pour

tous les

_{potentiels correspondant}

à la

_partie

linéaire

de la

_{caractéristique Ig(Vp)..}

Réalisations. - Le

montage

de la

_figure

2 se

prête

parfaitement,

avec des

_lampes

ordinaires,

aux mesures de tensions continues couvrant une échelle

de 5 à

_{2 oo -V,}

suivant le

_type

de

_{lampes employées}

et

la

_polarisation

_àppliquée

sur les

_grilles

des

_lampes.

Par

_l’emploi

d’un

_pont

de résistances

élevées,

on

pourra facilement étendre ce domaine de mesures

jusqu’à.

dés

valeurs de 5 ooo V , environ.

Il

èst

_possible

d’utiliser ce voltmètre à haute

impédance

pour la mesure des courants

_faibles,

en faisant _{passer ceux-ci dans} une résistance élevée

.- Fig. 5.

_{-3Voltmètre,,%égohmètre. -}

connue et en mesurant la chute de tension à ses bornes

à l’aide de

_{l’appareil.}

Il sera

_possible,

de .la

même

manière,

de mesurer, ,des résistances élevées par

comparaison

avec des résistances

étalons.

_L’appareil

représenté

sur la

_figure

5 et dont le schéma est

donné _{par la}

_figure

6,

permet

cet usage

multiple.

Fig.

6. - Schéma de

câblage du voltmètre _{mégohmètre.}

Fig. 7. -

Réponse d’une triode 100.Th en _montage inversé pour des tensions _{négatives comprises} entre o et 20 ooo V.

La

_{figure 7 représente}

’la courbe de

_réponse

d’un

appareil

que nous avons

_également

réalisé et

_qui

donne la mesure de tensions

_pouvant

atteindre 2o kV.

La

_grille

de la

_lampe

est

alimentée

en

_alternatif,

la

lampe

fonctionnant dans ces conditions en

auto-redresseuse.

La triode inversée

_présente

les

_avantages

bien connus

des

_lampes

électromètres _pour la

réalisa-tion de voltmètres à haute

_impédance.

_Néanmoins,

il est

_important

de

_souligner

le

fait

_que son

_emploi

est

_{particulièrement}

_{intéressant pour la} mesure directe de tensions élevées

_pour

_lesquelles

les

_lampes

électromètres courantes ne

_peuvent

convenir.