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Tipologia delle Valvole: Diodo Termoionico Tungar

Diodo Termoionico Tungar:

Si tratta a tutti gli effetti di una valvola termoionica, non a vuoto spinto ma riempita di gas a bassa pressione, ha come tutte le valvole termoioniche, un catodo riscaldato che emette elettroni ed un anodo.
In definitiva una valvola relativamente semplice dal punto di vista costruttivo.
Il nome Tungar deriva dalla contrazione delle due parole Tungsteno (metallo con cui è costruito il catodo) e Argon (il gas inserito nell'ampolla).
Questo tipo di valvola dal momento delle prime versioni ha poi subito delle modifiche sia per quello che riguarda il gas di riempimento che per il catodo ma il nome è rimasto lo stesso.
Questo tipo di diodo è molto antico, è stato commercializzato la prima volta all'inizio del 1900 e ha in genere lo stesso zoccolo (attacco a vite Edison) che si utilizzava per le lampadine, essendo derivato da queste ultime. La costruzione è molto simile a quella di una comune lampadina, fatta eccezione per l'anodo ricavato sulla parte superiore.

Diodo Termoionico tungar

A sinistra il disegno di un diodo tungar. Si nota la somiglianza con una comune lampadina. Nel bulbo viene introdotto del gas argon a bassa pressione, caratteristica comune anche ad alcune lampadine ad incandescenza.

Diodo Termoionico Tungar: principio di funzionamento

Questo diodo è usato come rettificatore per (relativamente) alte correnti e si avvale dell'effetto valanga che deriva dalla ionizzazione di un gas. Il lato negativo di questo componente è la relativamente alta tensione inversa che può sopportare. Ma vediamolo nel dettaglio e analizziamone le fasi di funzionamento:

Diodo termoionico con catodo a riscaldamento diretto in conduzione
Diodo termoionico con catodo a riscaldamento diretto in interdizione

Funzionamento normale: gli elettroni fluiscono dal catodo all'anodo grazie alla differenza di potenziale delle batteria dando luogo alla corrente anodica (Ia). Gli elettroni nel loro viaggio verso l'anodo collidono con gli atomi di gas generando uno ione positivo che migra verso il catodo e un elettrone libero che incrementa la corrente anodica. Questo fenomeno procede a cascata e si mantiene anche per tensioni molto più basse di quella di innesco.

Invertendo la tensione il diodo termoionico tungar non conduce fino a che la tensione inversa non diventa tanto grande da innescare una scarica fra gli elettrodi.

Diodo Termoionico Tungar: miglioramenti costruttivi atti a migliorarne le caratteristiche

Nella realtà per migliorarne le caratteristiche il diodo tungar può essere realizzato utilizzando una miscela di vari gas con aggiunta di mercurio al posto dell'argon.
Il catodo può essere realizzato in tungsteno toriato o di nichel rivestito con ossido di bario.
L'anodo in genere è realizzato in grafite su un supporto di nichel.

Diodo Termoionico Tungar General Electric: esempio commerciale

Diodo Termoionico tungar General Electric

Sopra un esempio di un diodo tungar commerciale della General Electric.
Si tratta di un dispositivo atto a operare con tensioni relativamente alte come rettificatore a doppia semionda. Infatti nell'immagine è possibile distinguere i due anodi. Come vediamo i dati salienti sono:

Diodo Termoionico Tungar: rumore

Il diodo tungar come tutti gli apparati che funzionano in virtù di una ionizzazione di un gas producono molto rumore dovuto alla natura tipicamente probabilistica della ionizzazione del gas e di conseguenza della corrente anodica.

Diodo Termoionico Tungar: curiosità

In genere i diodi tungar hanno il vetro metallizzato o comunque non trasparente, questo per ridurre l'emissione di luce che in alcuni contesti potrebbe essere fastidiosa.

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