नियंत्रण ग्रिड

एक निर्वात नलिका के लिए विद्युत परिपथ आरेखों में प्रयुक्त योजनाबद्ध प्रतीक, नियंत्रण जालक दिखा रहा है

नियंत्रण जालक एक विद्युतद्वार है जिसका उपयोग तापायनिक वाल्व (निर्वात नली) जैसे ट्रायोड, टेट्रोड और पेन्टोड को बढ़ाने में किया जाता है, जिसका उपयोग ऋणाग्र से फलक विद्युतद्वार तक अतिसूक्ष्म परमाणु के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। नियंत्रण जालक में सामान्यतः ऋणाग्र के चारों ओर एक बेलनाकार चित्रपट या महीन तार का कुंडलित वक्रता होता है, और यह धनाग्र द्वारा बारी-बारी से घिरा होता है। नियंत्रण जालक का आविष्कार ली डे फॉरेस्ट द्वारा किया गया था, जिन्होंने 1906 में फ्लेमिंग वाल्व (तापायनिक डायोड) में एक जालक जोड़ा, जिससे पहला प्रवर्धक निर्वात नली, ऑडियोन (ट्रायोड) बनाया गया।

संचालन

वाल्व में, गर्म ऋणाग्र ऋणात्मक रूप से आवेशित अतिसूक्ष्म परमाणु का उत्सर्जन करता है, जो धनाग्र द्वारा आकर्षित और अधिकृत कर लिया जाता है, जिसे बिजली की आपूर्ति द्वारा धनात्मक वोल्टेज (विद्युत संचालन शक्ति) दिया जाता है। ऋणाग्र और धनाग्र के बीच नियंत्रण जालक धनाग्र तक पहुंचने वाले अतिसूक्ष्म परमाणु की धारा को नियंत्रित करने के लिए गेट के रूप में कार्य करता है। जालक पर अधिक ऋणात्मक वोल्टेज अतिसूक्ष्म परमाणु को ऋणाग्र की ओर पीछे हटा देगा, इसलिए धनाग्र के माध्यम से बहुत कम मिलता है। जालक पर कम ऋणात्मक, या धनात्मक, वोल्टेज धनाग्र विद्युत प्रवाह को बढ़ाते हुए अधिक अतिसूक्ष्म परमाणु की अनुमति देगा। जालक वोल्टेज में दिया गया परिवर्तन पट्टिका विद्युत प्रवाह में आनुपातिक परिवर्तन का कारण बनता है, इसलिए यदि समय-भिन्न वोल्टेज को जालक पर लागू किया जाता है, तो पट्टिका विद्युत प्रवाह तरंगरूप लागू जालक वोल्टेज की एक प्रति होगी।

नियंत्रण जालक पर वोल्टेज में अपेक्षाकृत कम भिन्नता धनाग्र विद्युत प्रवाह में काफी बड़े बदलाव का कारण बनती है। धनाग्र विद्युत परिपथ में एक प्रतिरोधक की उपस्थिति धनाग्र पर वोल्टेज में बड़े बदलाव का कारण बनती है। धनाग्र वोल्टेज में भिन्नता जालक वोल्टेज में भिन्नता की तुलना में बहुत अधिक हो सकती है, और इस प्रकार निव्रात नली प्रवर्धक के रूप में कार्य कर सकती है।

निर्माण

एक आधुनिक कम-शक्ति ट्रायोड निर्वात नली की संरचना। निर्माण को प्रकट करने के लिए कांच और बाहरी विद्युतद्वार को आंशिक रूप से काट दिया जाता है।

पहले ट्रायोड वाल्व में जालक में संवाहक तार और धनाग्र के बीच तार का एक कुटिल टुकड़ा होता है। यह जल्दी से एकल तंतु संवाहक तार (या बाद में, एक बेलनाकार ऋणाग्र) और बेलनाकार धनाग्र के बीच रखे गए महीन तार के कुंडलित वक्रता या बेलनाकार चित्रपट में विकसित हुआ। जालक सामान्यतः एक बहुत पतले तार से बना होता है जो उच्च तापमान का प्रतिरोध कर सकता है और स्वयं अतिसूक्ष्म परमाणु का उत्सर्जन करने के लिए प्रवण नहीं होता है। स्वर्ण पाट्र के साथ मोलिब्डेनम मिश्रधातु का प्रायः उपयोग किया जाता है। यह नरम तांबे के साइडपोस्ट पर लपेटा जाता है, जो जालक आवलन पर उन्हें जगह में रखने के लिए घुमाए जाते हैं। 1950 के दशक की भिन्नता वृत्ति जालक है, जो एक कठोर मुद्रांकित धातु वृत्ति पर बहुत महीन तार लपेटती है। यह बहुत करीबी सहनशीलता रखने की अनुमति देता है, इसलिए जालक को संवाहक तार (या ऋणाग्र) के करीब रखा जा सकता है।

जालक स्थिति का प्रभाव

नियंत्रण जालक को धनाग्र के सापेक्ष संवाहक तार/ऋणाग्र के करीब रखने से, एक बड़ा प्रवर्धक परिणाम मिलता है। प्रवर्धन की इस डिग्री को वाल्व आंकड़ा पत्र में प्रवर्धन कारक या mu के रूप में संदर्भित किया जाता है। इसके परिणामस्वरूप उच्च अंतराचालकता भी होता है, जो धनाग्र वर्तमान परिवर्तन बनाम जालक वोल्टेज परिवर्तन का उपाय है। एक वाल्व का रव गुणांक इसके अंतराचालकता के व्युत्क्रमानुपाती होता है; उच्च अंतराचालकता का मतलब सामान्यतः कम रव गुणांक होता है। रेडियो या चित्रपटल गृहीता अभिकल्पना करते समय कम कोलाहल बहुत महत्वपूर्ण हो सकता है।

एकाधिक नियंत्रण जालक

वाल्व में एक से अधिक नियंत्रण जालक हो सकते हैं। हेक्सोड में, प्राप्त संकेत के लिए और एक स्थानीय पृथक्कारक से संकेत के लिए दो ऐसे जालक होते हैं। वाल्व की अंतर्निहित गैर-रैखिकता न केवल दोनों मूल संकेतों को धनाग्र विद्युत परिपथ में प्रकट होने का कारण बनती है, बल्कि उन संकेतों का योग और अंतर भी होता है। परासंकरण गृहीता में आवृति-परिवर्तक के रूप में इसका लाभ उठाया जा सकता है।

जालक विविधताएं

विभिन्न नियंत्रण जालक विन्यासों का प्रतिनिधित्व करने वाला चित्रण

नियंत्रण जालक की एक भिन्नता एक चर अंतराल के साथ कुंडलित वक्रता का निर्माण करना है। यह परिणामी वाल्व को एक विशिष्ट गैर-रैखिक विशेषता देता है। यह प्रायः R.F में शोषण किया जाता है। प्रवर्धक जहां जालक पूर्वाग्रह में परिवर्तन से पारस्परिक चालन में परिवर्तन होता है और इसलिए उपकरण का लाभ होता है। यह भिन्नता सामान्यतः वाल्व के पेंटोड रूप में प्रकट होती है, जहां इसे तब चर-mu पेंटोड या सुदूरवर्ती-कटऑफ पेंटोड कहा जाता है।

ट्रायोड वाल्व की प्रमुख सीमाओं में से एक यह है कि जालक और धनाग्र (C_ag) मिलर प्रभाव के रूप में जानी जाने वाली घटना C_ag के उत्पाद होने के लिए एक प्रवर्धक के निविष्ट धारिता और वाल्व का प्रवर्धन कारक का कारण बनती है । यह, और C_ag के बड़े होने पर समस्वरण किए गए निविष्टि और प्रक्षेपण के साथ प्रवर्धक की अस्थिरता ऊपरी प्रचालन आवृत्ति को गंभीर रूप से सीमित कर सकती है। चित्रपट जालक के अतिरिक्त इन प्रभावों को दूर किया जा सकता है, हालांकि नालिका युग के बाद के वर्षों में, निर्माण तकनीक विकसित की गई थी जिसने इस 'परजीवी समाई' को इतना कम कर दिया कि ऊपरी बहुत उच्च आवृत्ति (VHF) कटिबंध में काम करने वाले ट्रायोड बन गए। मुलर्ड EC91 250 मेगाहर्ट्ज तक संचालित होता है। EC91 की धनाग्र-जालक धारिता को निर्माता के साहित्य में 2.5 pF के रूप में उद्धृत किया गया है, जो उस युग के कई अन्य ट्रायोड से अधिक है, जबकि 1920 के दशक के कई ट्रायोड में आंकड़े थे जो कड़ाई से तुलनीय थे, इसलिए इस क्षेत्र में कोई प्रगति नहीं हुई थी। हालाँकि, 1920 के शुरुआती चित्रपट-जालक टेट्रोड्स में C_ag केवल 1 या 2 fF का, 'आधुनिक' पेंटोड्स में C_ag के तुलनीय मूल्य लगभग एक हजार गुना कम हैं। VHF प्रवर्धकों में ट्रायोड्स का उपयोग 'भूसंपर्कित-जालक' समाकृति में किया गया था, एक विद्युत परिपथ व्यवस्था जो मिलर प्रतिपुष्टि को रोकती है।