טטרודה
טֶטְרוֹדָה היא שפופרת ריק בעלת ארבע אלקטרודות, שהומצאה בעקבות הטריודה, שהיא שפופרת ריק בעלת שלוש אלקטרודות, ושימשה כמוה בעיקר במעגלים אלקטרוניים בתקופה מוקדמת של האלקטרוניקה. יש לה שימושים גם כעת במגברים שפופרתיים, כי יש ציבור שמעדיף את הצליל "החם" שנוצר כשמגבר שפופרתי מגיע להספק המקסימלי שלו. יש גיטריסטים שמעדיפים את העיוותים (Distortions) שנוצרים במגברים שפופרתיים על פני העיוותים שנוצרים במגברי מצב מוצק. קיימים היום מגברי מצב מוצק, לעיתים בשילוב מחשבים וסינטסייזרים, המסוגלים לחקות צליל שפופרתי באמינות גבוהה הרבה יותר, כי לשפופרות אורך חיים קצר יחסית. טטרודות נמצאו עד לזמן האחרון גם במשדרי רדיו חזקים, ויש להן, כמו לשפופרות אחרות, עמידות גבוהה לקרינה רדיואקטיבית (יחסית להתקני מצב מוצק). לכן יש להן עדיין שימושים צבאיים.
בנוסף לקתודה, סריג הבקרה והאנודה, השפופרת כוללת סריג נוסף בין סריג הבקרה והאנודה הנקרא סריג מיסוך. מטרת סריג המיסוך היא להחזיר את האלקטרונים הנפלטים מהאנודה בפליטה משנית (כתוצאה מ"הפצצתה" באלקטרונים המגיעים מהקתודה) ולמנוע מהם להגיע לסריג הבקרה, ובכך לשפר את ביצועי השפופרת. בטטרודות מסוימות קיימת התנגדות שלילית, שגורמת לעיוותים בעת שהשפופרת משמשת כמגבר. תכונה זו מנוצלת לעיתים ליצירת מתנד בנוסף לפעילות הרגילה של השפופרת. כך ניתן ליצור גל בעל אפנון תנופה בשפופרת יחידה.
הפנטודה, שפופרת בעלת סריג שלישי, פותרת חלק מהבעיות הקיימות בטטרודה רגילה. טטרודת אלומה אף היא פותרת בעיות אלה.
הטטרודה הומצאה בשנות ה-20 של המאה ה-20 על ידי המדען האמריקני וולטר שוטקי, כהמשך לשפופרות הטריודה, במטרה לשפר את ביצועי ההגברה שלה.
מבנה ואופן הפעולה
הטטרודה כוללת ארבע אלקטרודות:
- קתודה (Cathode) - מקור האלקטרונים, נימה מלוהטת (בדומה לנורת ליבון) או גליל מתכת המלוהט על ידי הנימה שנמצאת בתוכו. עקב הטמפרטורה הגבוהה נפלטים מהקתודה אלקטרונים היוצרים ענן אלקטרונים המהווה קתודה וירטואלית.
- סריג בקרה (Control Grid) - משפיע על זרימת האלקטרונים בין הקתודה לאנודה. הסריג הוא לרוב סליל העשוי מוליך דק שהקתודה נמצאת בתוכו, מוחזק בשני צידיו על ידי חוטי מתכת. בדגמים מוקדמים מאוד הסריג היה אכן סריג, קרי רשת.
- סריג מיסוך (Screen Grid)- ממוקם בין סריג הבקרה לאנודה, מפחית בסדרי גודל את הקיבול בין האנודה לסריג הבקרה, מאפשר את הפעלת השפופרת בתדרים גבוהים יותר, ומשפר את ההגברה של השפופרת באופן ניכר עקב האצת האלקטרונים, כי הוא מחובר למתח חיובי גבוה.
- אנודה (Anode או Plate) – גליל מתכתי העוטף את כל שאר האלקטרודות. קולט את האלקטרונים הנפלטים מהקתודה.
בדומה לטריודה, אלקטרונים נפלטים מהקתודה ונמשכים לאנודה החיובית. שינויים במתח סריג הבקרה חוסמים או מגבירים את כמות האלקטרונים שמגיעים לאנודה, כך שהזרם האנודי משתנה בהתאם למתח סריג הבקרה. כאשר האנודה מקבלת המתח חיובי דרך נגד גדול (או שנאי), שינויי מתח קטנים בסריג מתבטאים בשינויי מתח גדולים באנודה, כלומר יש הגברה ניכרת של המתח והגברה גדולה הרבה יותר של ההספק (שכן זרם הסריג נמוך ביותר).
טטרודת אלומה
בטטרודת "אלומה" (Beam Tetrode) הסריגים ממוקמים במדויק זה מול זה, כך שההפרעה לזרם האלקטרונים היא מינימלית. בנוסף יש בטטרודות אלה לוחות הטיה המחוברות לקתודה, והן יוצרות אלומת אלקטרונים המתמקדת לפני האנודה, ובכך יוצרות סריג שלישי וירטואלי. בשל השדה החשמלי השלילי שנוצר לפני האנודה, רוב האלקטרונים שנפלטים מהאנודה בפליטה משנית חוזרים אל האנודה וכך נמנעת תופעת ההתנגדות השלילית. טטרודת אלומה מתנהגת באופן דומה לפנטודה שהיא בעלת שלושה סריגים, אך היא בעלת תכונות משופרות, המתבטאות בשיפור ההספק והנצילות (גם יחסית לטטרודה רגילה).
יישומים
טטרודה שימשה במעגלים אלקטרוניים בתחילת המאה ה-20, בעיקר במגברים, מקלטי רדיו ומשדרים.
טטרודות אלומה (ולעיתים גם טריודות) משולבות במגברי שמע מודרניים למען חובבי מוזיקה שמעדיפים צליל "שפופרתי", המתבטא בעיוות שנשמע כצליל "חם" באוזני אנשים מסוימים. דבר זה קורה רק כאשר ההספק מוגבר עד שמופיעים עיוותים.
קישורים חיצוניים
- טטרודה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
| חשמל | ||
|---|---|---|
| מושגי יסוד | מטען • שדה חשמלי • אנרגיה פוטנציאלית חשמלית • פוטנציאל • מתח • כא"מ • זרם • התנגדות ומוליכות • עכבה • הספק • השראות • זרם ישר • זרם חילופין • מעגל חשמלי • תהודה • עכבה אופיינית | 
|
| רכיבים בסיסים | מקור מתח • מקור זרם • נגד • קבל • משרן • ממריסטור • שנאי • מפסק • מבדד | |
| מכשירי מדידה | מד מתח • מד זרם • מד התנגדות • אלקטרוסקופ • גלוונומטר • מד קיבול • מד השראות • רב מודד • אוסצילוסקופ • מחולל אותות | |
| אלקטרוניקה | מוליך למחצה • דיודה • טרנזיסטור • מיתוג • שפופרת ריק • טריודה • טטרודה • דיודה פולטת אור (לד) • מגבר שרת • מסנן תדרים • מעגל משולב • מעגל מודפס • VLSI • מיקרואלקטרוניקה | |
| זרם חזק | גנרטור חשמלי • מנוע חשמלי • תעשיית האנרגיה • תחנת כוח • מתקן חשמל דירתי • מערכת חלוקה • רשת חשמל • מערכת תלת-פאזית | |
| בטיחות בחשמל | התחשמלות • לוח חשמל • קצר חשמלי • נתיך • הארקה • ממסר פחת • מפסק אוטומטי • צבע חוטי החשמל | |
| חוקים פיזיקליים | חוק קולון • חוק גאוס • חוק אוהם • חוקי קירכהוף • חוק שימור המטען החשמלי • חוק פאראדיי | |
טטרודה40261702Q176212