ട്രയോഡ്

സജീവമായ മൂന്ന് ഇലക്ട്രോഡുകളുള്ള ഒരു ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ ഉപകരണമാണ്‌ ട്രയോഡ്. കാഥോഡ്, ആനോഡ് (പ്ലേറ്റ്), കൺട്രോൾ ഗ്രിഡ് എന്നിങ്ങനെ മൂന്നു ഇലക്ട്രോഡുകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഇലക്ട്രോണിക നിർവാത (വായു നീക്കം ചെയ്ത) ലോഹ അഥവാ ഗ്ലാസ് ചെപ്പിനകത്താണ് ഇലക്ട്രോഡുകൾ ക്രമീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്. ആദ്യ ഇലക്ട്രോണിക് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ ഉപകരണമാണ്‌ ട്രയോഡ്. പ്രവർധകം, ദോലകം എന്നീ നിലകളിലാണ് ഇവയെ പൊതുവേ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നത്.

ഒരു ട്രയോഡിന്റെ ചിത്രം

കണ്ടുപിടിത്തം

ട്രയോഡ്, ടെട്രോഡ്, പെന്റോഡ് തുടങ്ങിയ നിർവാത ട്യൂബ് ശ്രേണിയിലെ, അടിസ്ഥാന അംഗമാണ് ട്രയോഡ്; ട്രയോഡിനെ അപേക്ഷിച്ച് ട്രെട്രോഡിലും പെന്റോഡിലും ഒന്നിലധികം ഗ്രിഡുകൾ കാണുമെന്ന വ്യത്യാസമേയുള്ളു. ജെ. എ. ഫ്ളെമിങ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഡയോഡിനെ ഗ്രിഡ് നൽകി ട്രയോഡായി പരിഷ്കരിച്ചത് യു.എസ്. ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ലീ ഡെ ഫോറെസ്റ്റാണ്. ട്രയോഡിന് ഓഡിയോൺ എന്ന പേരാണ് ഇദ്ദേഹം ആദ്യം നൽകിയിരുന്നത്.

പ്രവർത്തനം

ട്രയോഡിന്റെ ഘടന

അട്രയോഡിന്റെ സാമ്പ്രദായക പ്രതീകം

ചെറിയ ഒരു വോൾട്ടത (ഗ്രിഡ് വോൾട്ടത) പ്രയോജനപ്പെടുത്തി താരതമ്യേന വലിയ അളവിലുള്ള ധാരാ പ്രവാഹത്തെ നിയന്ത്രിക്കാൻ ഗ്രിഡ്ഡിനു കഴിയും. നിക്കൽ/മോളിബ്ഡ്നം/ഇരുമ്പ് മുതലായ ലോഹങ്ങളെ കമ്പിവല രൂപത്തിലാണ് കാഥോഡിനും ആനോഡിനുമിടയ്ക്ക് ഗ്രിഡ്ഡായി ഉറപ്പിക്കുന്നത്. ട്രയോഡ് ധാരയുടെ വളരെ ചെറിയ ഒരംശം മാത്രമേ ഗ്രിഡ് പരിപഥത്തിലൂടെ നഷ്ടപ്പെടുന്നുള്ളു. ഇലക്ട്രോണുകളെ ആകർഷിക്കാതിരിക്കാനായി ഗ്രിഡ് വോൾട്ടത ഋണാവസ്ഥയിലാണ് നിലനിറുത്താറുള്ളതെങ്കിലും അപൂർവം അവസരങ്ങളിൽ കാഥോഡിനെ അപേക്ഷിച്ച് ധനാവസ്ഥയിലും ഗ്രിഡ്ഡിനെ ക്രമീകരിക്കാറുണ്ട്.

ഗ്രിഡ്ഡിനെ ട്രയോഡിന്റെ ബേസ് പിന്നുമായിട്ടാണ് ബന്ധപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്. തന്മൂലം ഗ്രിഡ്ഡിലെ വോൾട്ടതയിൽ വ്യത്യാസം സൃഷ്ടിച്ചാൽ കാഥോഡിൽ നിന്ന് ആനോഡിലേക്ക് പ്രവഹിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണത്തിൽ വ്യതിയാനം വരും. ഇത് പ്ലേറ്റ് അഥവാ ആനോഡ് ധാരയിലും ആനുപാതികമായ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഗ്രിഡ്ഡിലെ ഋണാത്മക വോൾട്ടതയുടെ മൂല്യം വർധിക്കുന്നതിനനുസൃതമായി പ്ലോറ്റ് ധാര കുറയുന്നു; മറിച്ച് ഋണാത്മക വോൾട്ടത കുറയുമ്പോൾ പ്ളേറ്റ് ധാര വർധിക്കുകയും ചെയ്യും. ഏതു പ്ളേറ്റ് വോൾട്ടതയിലും, ഗ്രിഡ് വോൾട്ടത, ഗ്രിഡ് കട്ട്ഓഫ് വോൾട്ടതയ്ക്കു സമമാകുമ്പോൾ, കാഥോഡിലെ ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് ഗ്രിഡ്ഡിനെ കടന്നുപോകാനാവില്ല; തന്മൂലം പ്ളേറ്റ് ധാരയുടെ മൂല്യം പൂജ്യമായിത്തീരുന്നു. ട്രയോഡ് നിർമ്മാണ രീതിയും, പ്ളേറ്റ് വോൾട്ടതയും, ഗ്രിഡ് കട്ട്ഓഫ് വോൾട്ടതയെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങളാണ്.

പ്രവർധകമായി പ്രവർത്തിക്കേണ്ട അവസരത്തിൽ ഗ്രിഡ്ഡിലാണ് നിവേശ (ഇൻപുട്ട്) വോൾട്ടത കൊടുക്കുന്നത്. ഇതിനാനുപാതികമായി പ്ലേറ്റ് വോൾട്ടതയിൽ വർധനയും അനുഭവപ്പെടുന്നു.

ഉപയോഗം

ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ കണ്ടെത്തലനു ശേഷം ട്രയോഡുകളുടെ ഉപയോഗം വലിയ ഒരു അളവു വരെ ഇപ്പോൾ കുറഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും കൂടുതൽ കറണ്ട് ആവശ്യമായി വരുന്ന പല ഹൈ എൻഡ്(High End) ഉപകരണങ്ങളായ ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകൾ, ഉച്ചഭാഷിണി പ്രീ ആംപ്ലിഫയറുകൾ, ഇലക്ട്രിക് ഗിത്താറുകൾ ഇവയിൽ ഇന്നും ഒരു ആംപ്ലിഫയറായി ട്രയോഡുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സവിശേഷതകൾ

ECC83 triode operating characteristic.

ഒരു ട്രയോഡ് സർക്യൂട്ട് ഡയഗ്രം

ട്രയോഡുകളുടെ ഡാറ്റാ ഷീറ്റിൽ ആനോഡ് കറണ്ടിനെ (I_a) എന്നും, ആനോഡ് വോൾട്ടത (V_a) എന്നും, ഗ്രിഡ് വോൾട്ടത (V_g) എന്നുമാണ്‌ രേഖപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്. ഈ വിലകളിൽ നിന്നാണ്‌ ട്രയോഡിന്റെ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പോയന്റ് കണ്ടുപിടിക്കുന്നത്. ചിത്രത്തിൽ ആനോഡ് വോൾട്ടത V_a എന്നത് 200V, ഗ്രിഡിന്റെ ബയാസ് വോൾട്ടേജ് -1V. ഗ്രാഫിലെ മഞ്ഞ വരയിൽ നിന്ന് ഈ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പോയന്റിലെ പ്ലേറ്റ് കറണ്ട് 2.25mA എന്ന് മനസ്സിലാക്കാം. അതായത് ഗ്രിഡ് വോൾട്ടേജിനു ഒരു വ്യത്യാസം വന്നാൽ അതിനാനുപാതികമായി പ്ലേറ്റ് കറണ്ടിലും വ്യത്യാസം വരുത്താം എന്നു മനസ്സിലാക്കാം, ഈ വ്യതിയാനം വരുത്താൻ പ്ലേറ്റിന്റെ പ്രതിരോധം കൂട്ടിയാൽ മതി.

ഒരു ക്ലാസ്സ് A ട്രയോഡ് ആംപ്ലിഫയറിൽ ആനോഡ് പ്രതിരോധം ആനോഡിന്റേയും വോൾട്ടേജ് സോഴ്സിന്റേയും ഇടയിലായാണ്‌ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഉദാഹരണത്തിന്‌ R_a=10000Ω ആകുമ്പോഴുള്ള വോൾട്ടേജ് ട്രോപ്പ്
V_Ra=I_a×R_a=22.5 V,
(ആനോഡ് കറണ്ട് I_a=2.25mA ആണ്‌ ഇവിടെ എടുത്തിരിക്കുന്നത്.)
ചിത്രംവിശദമായി നോക്കിയാൽ ഗ്രിഡ് വോൾട്ടേജ് -1.5V നിന്നും -0.5V ആകുമ്പോൾ ആനോഡ് കറണ്ട് 1.2 വിൽ നിന്നും 3.3mA ആയി കൂടുന്നു എന്ന് മനസ്സിലാക്കം. ഇത് മൂലം ആനോഡിന്റെ പ്രതിരോധത്തിലെ വോൾട്ടത കുറവ് 12ൽ നിന്നും 33 ആകുന്നു(വത്യാസം 21). അതായത് ഇൻപുട്ടിൽ കൊടുത്ത -1.5V ന്റെ സ്ഥാനത്ത് ഔട് പുട്ടിൽ കിട്ടിയ വോൾട്ടത് 33 ആണ്‌.
ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ ഘടകം= ഔട്ട് പുട്ട് വോൾട്ട്/ഇൻ പുട്ട് വോൾട്ട് =33/1.5 =21.

പുറത്തേക്കുള്ള കണ്ണികൾ

• http://paillard.claude.free.fr