Tubo a vuoto

Tubo a vuoto Dispositivo elettronico costituito da un contenitore sigillato in vetro o in acciaio, sotto vuoto, contenente due o più elettrodi, generalmente utilizzato per la regolazione dei segnali nei circuiti elettrici. Il tubo a vuoto più semplice, il diodo, fu realizzato nel 1904 dal fisico inglese John Ambrose Fleming (1849-1945).

Un diodo contiene due elettrodi: il catodo, un filamento metallico che, riscaldato, emette elettroni per effetto termoionico, e l’anodo, una placca metallica che raccoglie gli elettroni emessi dal catodo. Questi ultimi attraversano il diodo solo se l’anodo si trova a un potenziale positivo rispetto al catodo; pertanto, se all’anodo si applica una tensione alternata, il passaggio di corrente è possibile solo nei semicicli negativi. Questa proprietà rende il diodo un raddrizzatore di correnti alternate.

Nel 1906 l’ingegnere statunitense Lee De Forest inventò il triodo, utilizzato per diversi anni come componente base dei circuiti amplificatori. Esso prevede, in posizione intermedia tra catodo e anodo, un terzo elettrodo (griglia), costituito da un reticolo di sottili fili metallici. La funzione della griglia consiste nel controllare l’intensità della corrente passante nel tubo: se portata a un potenziale negativo sufficiente, la griglia respinge gli elettroni, impedendone il passaggio tra catodo e anodo; a potenziali di griglia sempre negativi, ma più deboli, si limita a ridurre l’intensità del flusso elettronico. L’applicazione naturale del triodo è l’amplificazione dei segnali, in quanto piccole variazioni della tensione di griglia producono variazioni notevoli dell’intensità di corrente.

In seguito furono realizzati tubi elettronici più sofisticati, con un numero variabile di griglie tra catodo e anodo, che permettono di ottenere una maggiore amplificazione o di svolgere funzioni diverse. Nei tetrodi (tubi a quattro elettrodi), una seconda griglia, più vicina all’anodo, evita effetti di retroazione nelle applicazioni ad alta frequenza. Il pentodo (a cinque elettrodi) conta tre griglie tra catodo e anodo; di queste, la terza riflette gli elettroni che l’anodo emette per effetto dell’eccessivo riscaldamento prodotto dall’impatto degli elettroni su di esso, quando l’intensità di corrente è alta. Tubi con un numero ancora maggiore di griglie (a sei, sette o otto terminali) trovano applicazione come convertitori di frequenza e miscelatori nei ricevitori radio.

Oggi i tubi a vuoto sono stati quasi del tutto sostituiti dai transistor, più piccoli, affidabili ed economici. Mantengono comunque un ruolo importante in applicazioni particolari, quali gli stadi di potenza dei trasmettitori radiofonici e televisivi e le apparecchiature militari.