Home / elektronika / Dioda Vakum

Dioda Vakum

kelas-fisika.com – Pada tahun 1904, Sir John Ambrose Fleming menemukan tabung vakum pertama yang disebut dioda vakum. Hal ini juga disebut katup Fleming atau tabung termionik. Dioda vakum adalah perangkat elektronik yang memungkinkan arus listrik dalam satu arah (katoda ke anoda) dan menghalangi arus listrik ke arah lain (anoda ke katoda).

Dua elektroda dioda vakum

Dioda vakum adalah bentuk tabung vakum yang paling sederhana. Ini terdiri dari dua elektroda, katoda, dan anoda atau pelat. Katoda tersebut memancarkan elektron bebas . Oleh karena itu, disebut sebagai emitor. Anoda mengumpulkan elektron bebas. Makanya, itu disebut kolektor.

vacuum diode symbol
vacuum diode symbol

Katoda dan anoda tertutup dalam amplop kaca kosong. Anoda adalah silinder berongga yang terbuat dari molibdenum atau nikel dan katoda adalah silinder nikel yang dilapisi dengan strontium dan barium oxide. Anoda mengelilingi katoda. Di antara katoda dan anoda ada ruang kosong, dimana elektron bebas atau aliran arus listrik.

Apa itu elektroda?

Elektroda adalah konduktor yang melaluinya elektron bebas atau arus listrik masuk atau masuk. Dalam dioda vakum, katoda adalah elektroda atau konduktor dimana elektron bebas dipancarkan ke dalam ruang hampa. Di sisi lain, anoda adalah elektroda yang mengumpulkan elektron bebas yang dipancarkan oleh katoda. Dengan kata lain, elektron bebas meninggalkan katoda dan masuk ke anoda.

Emisi elektron tergantung pada jumlah panas yang diterapkan dan fungsi kerja

Jumlah elektron bebas yang dipancarkan oleh katoda tergantung pada dua faktor: jumlah panas yang diterapkan dan fungsi kerja.

Jika lebih banyak jumlah panas diterapkan, lebih banyak elektron bebas yang dipancarkan. Demikian pula, jika jumlah panas yang sedikit tidak terisi, semakin sedikit jumlah elektron bebas yang dipancarkan.

Jumlah minimum energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron bebas dari logam disebut fungsi kerja. Logam dengan fungsi kerja rendah akan memerlukan sedikit energi panas untuk memancarkan elektron bebas. Di sisi lain, logam dengan fungsi kerja tinggi akan membutuhkan energi dalam jumlah besar untuk mengeluarkan elektron bebas.

Oleh karena itu, memilih material yang baik akan meningkatkan efisiensi emisi elektron. Emitter termionik yang paling umum digunakan termasuk katoda berlapis oksida, tungsten, dan tungsten bertingkat.

Katoda langsung dan tidak langsung dipanaskan

Bila katoda secara tidak langsung atau langsung dipanaskan, elektron bebas dipancarkan darinya.

Dalam katoda yang dipanaskan secara langsung, energi panas disalurkan langsung ke katoda. Oleh karena itu, sejumlah kecil energi panas cukup untuk mengeluarkan elektron bebas dari katoda. Bila energi panas dipasok langsung ke katoda, sejumlah besar elektron bebas mendapatkan energi yang cukup dan mengikat ikatan dengan katoda. Elektron bebas yang memutus ikatan dengan katoda dipancarkan ke dalam ruang hampa. Elektron bebas yang dipancarkan ini tertarik ke arah anoda.

vacuum tube
vacuum tube

Dalam katoda yang tidak dipanaskan secara langsung, tidak ada sambungan listrik yang ada antara katoda dan pemanas. Karenanya, katoda tidak dipanaskan secara langsung. Energi panas dipasok ke pemanas dan pemanas akan mentransfer energi panasnya ke katoda. Bila energi panas yang diaplikasikan pada katoda meningkat ke tingkat yang diinginkan, elektron bebas di katoda memperoleh energi yang cukup dan melepaskan ikatan dengan katoda. Elektron bebas yang memutus ikatan dengan katoda dipancarkan ke dalam ruang hampa. Elektron bebas yang dipancarkan ini tertarik ke arah anoda.

Dioda vakum dengan tegangan maju

Bila panas dipasok ke pemanas, ia akan memperoleh energi panas. Energi panas ini dipindahkan ke katoda. Ketika elektron bebas di katoda memperoleh energi yang cukup, mereka melepaskan ikatan dengan katoda dan melompat ke vakum. Elektron bebas dalam vakum membutuhkan energi kinetik yang cukup untuk mencapai anoda.

Jika voltase diaplikasikan pada dioda vakum, sedemikian rupa, anoda tersebut dihubungkan ke terminal positif dan katoda terhubung ke terminal negatif (anoda lebih positif berkenaan dengan katoda), elektron bebas dalam vakum cukup Energi kinetik untuk mencapai anoda.

vacuum diode with forward voltage
vacuum diode with forward voltage

Kita tahu bahwa, jika dua partikel bermuatan berlawanan ditempatkan berdekatan satu sama lain, mereka tertarik. Dalam kasus ini, anoda bermuatan positif dan elektron bebas yang dipancarkan dari katoda bermuatan negatif. Oleh karena itu, elektron bebas yang mendapatkan cukup energi kinetik akan bergerak atau tertarik ke arah anoda. Elektron bebas ini membawa arus listrik saat bergerak dari katoda ke anoda.

Jika tegangan positif yang diterapkan pada pelat atau anoda meningkat, jumlah elektron bebas yang tertarik ke arah anoda juga meningkat. Dengan demikian, arus listrik dioda vakum meningkat dengan bertambahnya anoda atau tegangan pelat.

Dioda vakum dengan tegangan balik

Jika voltase diaplikasikan pada dioda vakum, sedemikian rupa, anoda tersebut terhubung ke terminal negatif dan katoda terhubung ke terminal positif (anoda lebih negatif berkenaan dengan katoda), elektron bebas dalam vakum memperoleh cukup banyak kinetik. Energi untuk mencapai anoda Namun, anoda mengusir elektron bebas yang mencoba bergerak ke arahnya.

vacuum diode with reverse voltage
vacuum diode with reverse voltage

Kita tahu bahwa jika dua partikel bermuatan sama Ditempatkan dekat satu sama lain mereka mendapat ditolak. Dalam kasus ini, anoda bermuatan negatif dan elektron bebas yang dipancarkan dari katoda juga bermuatan negatif. Oleh karena itu, anoda mengusir elektron bebas yang dipancarkan oleh katoda. Karena itu, tidak ada arus listrik yang mengalir dioda vakum.

Dioda vakum dengan tegangan nol

Jika tidak ada voltase yang diaplikasikan pada dioda vakum, anoda atau pelat bertindak netral. Ini tidak menarik atau mengusir elektron bebas yang dipancarkan dari katoda. Oleh karena itu, elektron bebas yang dipancarkan dari katoda tidak bergerak atau tertarik ke arah anoda.

vacuum diode without voltage
vacuum diode without voltage

Karena itu, tidak ada arus listrik yang terjadi dioda vakum. Namun, sejumlah besar elektron bebas yang dipancarkan dari katoda dibangun di satu tempat di dekat katoda dan membentuk awan elektron bebas. Awan elektron bebas di dekat katoda disebut muatan ruang angkasa.

Kesimpulan

Oleh karena itu, dioda vakum memungkinkan arus listrik dari katoda ke anoda dan tidak membiarkan arus listrik dari anoda ke katoda. Arah satu arah arus listrik ini memungkinkan dioda vakum untuk bertindak seperti saklar. Jika anoda atau plat positif berkenaan dengan katoda, dioda vakum bertindak seperti saklar tertutup. Di sisi lain, jika anoda negatif berkenaan dengan katoda, ia bertindak seperti saklar terbuka.

Check Also

Trafo Step Up

Transformator Step Up

kelas-fisika.com – Transformator Step Up Transformator adalah peralatan listrik statis yang mengubah energi listrik (dari …

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Powered by themekiller.com