Inventée en 1907 par Lee de Forest, la triode est un tube à vide qui comporte une cathode émettant des électrons par effet thermoélectrique, une anode et d'une grille. Cette électrode est formée par un fil conducteur bobiné en spirale très lâche autour de la cathode.
Une différence de potentiel positive entre la cathode et l'anode accélère les électrons (négatifs) vers l'anode et produit un courant dans le circuit. Ce courant est nul si la différence de potentiel est négative. (Diode à vide)
En plaçant une grille entre les deux électrodes on peut en modifiant son potentiel moduler le passage des électrons.
Si elle est négative, elle repousse les électrons et diminue le courant anodique. Si elle est positive, elle diminue la charge d'espace de la cathode et augmente le courant anodique.
Caractéristiques statiques de la triode.
Le courant anodique est fonction des potentiels de grille Ug et d'anode Ua. Ia = f(Ug, Ua).
On constate que les effets respectifs de Ug et Ua sur Ia sont dans un rapport constant µ : une variation ΔUg produit le même effet qu'une variation ΔUa = µΔUg .
Pour Ug = 0, on retrouve le fonctionnement d'une diode Ia = K.Ua3/2.
Il est possible de représenter correctement les caractéristiques d'une triode par la relation
: Ia = K.(Ua + µUg)3/2.(a)
K et µ sont des constantes fonction de la géométrie de la triode.
µ est d'autant plus grand que les spires de la grille sont serrées et que la grille est proche de la cathode.
De la relation
Ia = f(Ug, Ua), on tire :
ΔIa = (∂Ia /
∂Ug). ΔUg +
(∂Ia /
∂Ua). ΔUa =
s. ΔUg +
(1 /
ρ). ΔUa
On caractérise une triode par :
Son gain µ = ΔUa / ΔUg
Sa résistance interne ρ = ΔUa / ΔIa
Sa pente s =
ΔIa / ΔUg
Des définitions, il résulte que µ = ρ.s
Si la grille est négative, le courant grille est nul : L'impédance d'entrée est infinie.
La triode est un système amplificateur de tension contrairement au transistor bipolaire qui est un amplificateur de courant.
Pour pallier certains problèmes, en particulier l'émission secondaire par l'anode, on a ajouté d'autres électrodes.
La tétrode est une triode avec une grille écran placée entre la grille de commande et la plaque. Le potentiel fixe et élevé de cette électrode fait que presque tous les électrons atteignent l'anode. Le gain augmente ainsi que la résistance interne.
La pentode est une tétrode à laquelle a été ajouté une grille d'arrêt, reliée à la cathode, entre la grille écran et la plaque pour réduire le phénomène des "électrons secondaires". Le gain est très grand ainsi que la résistance interne.
Le programme :
On tracé en utilisant la relation (a) les caractéristiques d'une triode 1/2 ECC82 (12AU7). K et µ on été choisi pour obtenir la meilleure concordance avec les courbes du constructeur. On peut voir que cette concordance est excellente.
Le cercle vert correspond au point Ia = f(Ua) pour la valeur affichée de Ug.
Agir sur les curseurs pour déplacer ce point sur les droites bleue, olive et indigo et déterminer ainsi les valeurs de ρ, s et de µ.
Caractéristique de la triode ECC82 (12AU7).
Données constructeur :
Vf = 6,3 V 300 mA ou 12,6 V 150 mA
Ia max = 20 mA
P max = 2,75 W
Va max = 300 V
Vg min = −100 V
Pour Va = 100 V
Gain µ = 20
ρ = 6,5 kΩ
Pente S = 3,1 mA/V
Pour Va = 250V
Gain µ = 17
ρ = 7,7 kΩ
Pente S = 2,2 mA/V
Double triode ECC82
Dimensions : Ø = 22,2 mm. hauteur = 56 mm
On distingue les anodes cylindriques des deux triodes avec leurs ailettes de refroidissement.
On peut relier les deux filaments en série ou en parallèle.