tube à vide

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Présentation

tube à vide, ampoule vidée d'air contenant plusieurs électrodes entre lesquelles apparaît, sous certaines conditions, un courant d'électrons. Il existe trois types de tubes à vide : les diodes, les triodes et les tubes à plusieurs grilles.

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Diode

Le tube le plus simple, la diode, fut mis au point par le physicien anglais John Fleming. Il contenait deux électrodes : la cathode, filament chauffé ou petite tige de métal chauffée qui émet des électrons par émission thermoïonique ; et l'anode, ou plaque, qui est l'élément qui capte les électrons. Dans les diodes, les électrons émis par la cathode sont attirés par la plaque seulement si celle-ci est positive par rapport à la cathode. Lorsque la plaque est chargée négativement, aucun courant ne traverse le tube. Si un potentiel alternatif est appliqué à la plaque, la diode ne laisse passer le courant que lors d'alternances positives et agit alors en redresseur de courant. Les diodes sont beaucoup utilisées pour le redressement du courant alternatif. Voir aussi Diode.

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Triode

L'introduction d'une troisième électrode, appelée grille, placée entre la cathode et l'anode, permet de réaliser la triode, qui pendant de nombreuses années était le tube à la base de l'amplification du courant. La triode fut inventée en 1906 par l'ingénieur américain Lee De Forest. Le rôle de la grille est de contrôler le flux des électrons. À un certain potentiel négatif, la grille, parce qu'elle repousse les électrons, peut empêcher le passage d'électrons entre la cathode et l'anode. À des potentiels négatifs plus faibles, le flux d'électrons dépend du potentiel de la grille. La grille est en général un treillis métallique de fils fins entourant la cathode. La capacité de la triode à amplifier dépend des petites variations de tension entre la grille et la cathode entraînant d'importantes modifications dans le nombre d'électrons atteignant l'anode.

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Tubes à plusieurs grilles

Au cours des années, des tubes plus complexes, avec des grilles supplémentaires, ont été développés pour fournir des amplifications plus importantes et pour réaliser des fonctions spéciales. Les tétrodes ont une grille supplémentaire, plus proche de l'anode, qui forme une protection électrostatique entre l'anode et la grille pour éviter un retour des électrons vers la grille en haute fréquence. La pentode a trois grilles entre la cathode et l'anode ; la troisième grille, encore plus proche de l'anode, repousse les électrons qui sont émis par l'anode : celle-ci est chauffée par impact électronique quand le flux d'électrons dans le tube est important. Des tubes avec encore plus de grilles, appelés hexodes, heptodes et octodes, sont utilisés dans les changeurs de fréquence et les mélangeurs en réception radio.