Co je to elektronka?

Elektronka je aktivní elektronická součástka, tvořená dvěma nebo více elektrodami, umístěnými v dokonale vyčerpané baňce. Baňky moderních elektronek jsou zpravidla skleněné, válcového tvaru. Kovové nebo keramické baňky jsou rozšířeny méně, najdeme je většinou u starších nebo speciálních typů. Elektrody jsou vyvedeny na patici, která se zasouvá do objímky. Některé elektronky mají drátové vývody a do přístroje se vpájí jako ostatní součástky.

Z prostoru baňky je vyčerpán vzduch, tlak v ní je asi jednou miliardtinou atmosférického tlaku. Při čerpání se musí odčerpat nejen vzduch z baňky, ale i vodní pára a plyny vázané sklem baňky a součástkami systému elektronky a také plyny, vzniklé při aktivaci katody.

Elektronky se čerpají na čerpacích automatech. Celková čerpací doba je několik minut, proces čerpání je zakončen aktivací getru a odtavením baňky od čerpací trubičky.

Getr je látka, která dobře pohlcuje plyny. Nejčastěji se používají getry, obsahující barium. Obvykle mají getry tvar mističky, trubičky, rámečku nebo kroužku. Aktivují se rozžhavením vysokofrekvenčním proudem; barium se vypaří, usadí se na stěně baňky a váže na sebe zbytky plynů. Getry podstatně zkrátí dobu čerpání elektronky, protože vyčerpání elektronky na požadovaný tlak pouze vývěvou by trvalo několik hodin.   

Vyčerpaným prostorem baňky může procházet elektrický proud. Pokud je jedna z elektrod -katoda- rozžhavena na dostatečně vysokou teplotu, dojde k emisi (úniku) elektronů z jejího povrchu. Tyto elektrony může další elektroda -anoda- přitahovat. 

Katody mohou být přímo nebo nepřímo žhavené.  Přímo žhavená katoda je tenké vlákno, často ve tvaru V nebo W. První elektronky měly vlákna z čistého wolframu, který dostatečně emituje až při vysoké teplotě. Takové elektronky vyžadovaly velký žhavicí příkon a byly tedy neekonomické. Zlepšení přinesly kysličníkové katody. U nich je žhavicí vlákno, nejčastěji niklové, pokryto vrstvou kysličníků baria, stroncia a vápníku. Takové vlákno má dobrou emisi i při nižší teplotě. Vyžaduje tedy menší příkon a má i delší životnost.

Nevýhodou všech přímo žhavených katod je například to, že při žhavení stejnosměrným proudem dochází k nestejnoměrnému ohřevu katody a žhavení střídavým proudem může způsobit bručení. Elektronku lze navíc bez komplikací použít pouze v zapojení se společnou katodou. V současné době se proto přímé žhavení používá jen u větších vysílacích elektronek a u některých typů nízkofrekvenčních koncových elektronek.

U nepřímo žhavených katod se vrstva kysličníků nanese na niklovou trubičku, uvnitř které je uloženo žhavicí vlákno, izolované povlakem kysličníku hlinitého. Takovou katodu je možné bez problémů žhavit střídavým proudem, spojovat žhavicí vlákna paralelně i sériově a je také možné, aby katoda měla jiný potenciál, než žhavicí vlákno. Pro tyto výhody se nepřímo žhavených katod používá nejvíce.

Druhou elektrodou, kterou najdeme v každé elektronce, je anoda. Jejím úkolem je zachytit elektrony, které katoda emituje. Obklopuje katodu a má obvykle válcový, hranatý nebo eliptický tvar. Může být z niklového plechu nebo z lacinějšího poniklovaného železa, případně ze železa plátovaného hliníkem. Aby anoda lépe vyzařovala teplo, její vnější povrch se černí a opatřuje se chladicími žebry.

Elektrodovou soustavu drží v baňce slídové destičky, které také zaručují dodržení předepsaných vzdáleností mezi elektrodami. Elektrody jsou spojeny s kolíky patice pomocí bodově přivařených drátů či pásků.

V tomto oddíle jsme velmi zkráceně a zjednodušeně probrali základy činnosti a stavby elektronek. V dalším článku se budeme podrobněji věnovat nejjednodušší elektronce. Má, jak bylo už v úvodu zmíněno, dvě elektrody a nazývá se dioda.