Tubos de vacío

Tubos de vacío o Válvulas de vacío, dispositivos electrónicos que consisten en una cápsula de vacío de acero o de vidrio, con dos o más electrodos entre los cuales pueden moverse libremente los electrones. El diodo de tubo de vacío fue desarrollado por el físico inglés John Ambrose Fleming. Contiene dos electrodos: el cátodo, un filamento caliente o un pequeño tubo de metal caliente que emite electrones a través de emisión termoiónica, y el ánodo, una placa que es el elemento colector de electrones. En los diodos, los electrones emitidos por el cátodo son atraídos por la placa sólo cuando ésta es positiva con respecto al cátodo. Cuando la placa está cargada negativamente, no circula corriente por el tubo. Si se aplica un potencial alterno a la placa, la corriente pasará por el tubo solamente durante la mitad positiva del ciclo, actuando así como rectificador. Los diodos se emplean en la rectificación de corriente alterna. La introducción de un tercer electrodo, llamado rejilla, interpuesto entre el cátodo y el ánodo, forma un triodo, que ha sido durante muchos años el tubo base utilizado para la amplificación de corriente. El triodo fue inventado por el ingeniero estadounidense Lee De Forest en 1906. La rejilla es normalmente una red de cable fino que rodea al cátodo y su función es controlar el flujo de corriente. Al alcanzar un potencial negativo determinado, la rejilla impide el flujo de electrones entre el cátodo y el ánodo.

Con potenciales negativos más bajos el flujo de electrones depende del potencial de la rejilla. La capacidad de amplificación del triodo depende de los pequeños cambios de voltaje entre la rejilla y el cátodo, que a su vez causan grandes cambios en el número de electrones que alcanzan el ánodo. Con el paso del tiempo se han desarrollado tubos más complejos con rejillas adicionales que proporcionan mayor amplificación y realizan funciones específicas. Los tetrodos disponen de una rejilla adicional, próxima al ánodo, que forma una barrera electrostática entre el ánodo y la rejilla. De esta forma previene la realimentación de la misma en aplicaciones de alta frecuencia. El pentodo dispone de tres rejillas entre el cátodo y el ánodo; la tercera rejilla, la más próxima al ánodo, refleja los electrones emitidos por el ánodo calentado por los impactos electrónicos cuando la corriente de electrones en el tubo es elevada. Los tubos con más rejillas, denominados hexodos, heptodos y octodos, se usan como convertidores y mezcladores de frecuencias en receptores de radio.

Prácticamente la totalidad de los tubos de vacío han sido reemplazados por transistores, que son más baratos, económicos y fiables. Los tubos todavía desempeñan un papel importante en determinadas aplicaciones, como las etapas de potencia de los transmisores de radio y televisión o en equipos militares que deben resistir el pulso de voltaje inducido por las explosiones nucleares atmosféricas, que destruyen los transistores.