Päivän kuva

Miten elektroniset laitteet toimivat?

Jos kyseessä on hiemankin monimutkaisempi laite, niin sen sisällä on mikropiiri tai useampia sekä erilaisia elektroniikan komponentteja, joiden avulla sähkövirtaa hallitaan sekä ohjaillaan.

Elektroniikan ryntäys koteihimme ja kaikkialle alkoi siitä, kun puolijohteita opittiin käyttämään näiden komponenttien ja osien tekemisessä, jolloin päästiin eroon paljon energiaa kuluttavista, lämpöä tuottavista ja usein rikkoontuvista elektroniputkista.

Mutta nämä elektroniputket olivat siinä mielessä tärkeitä, että ne olivat ensimmäisiä "kunnollisia" elektroniikan osia – ne olivat elektroniikan vallankumouksen esinäytös.

John Ambrose FlemingTänään tulee kuluneeksi 111 vuotta ensimmäisen elektroniputken tekemisestä: britti-insinööri John Ambrose Fleming (myöhemmin Sir) keksi tavan tehdä ikään kuin sähkövirran venttiilinä toimivan diodin elektroniputken (eli tyhjiöputkien) avulla tänään vuonna 1904.

Hän laittoi tyhjiöön wolframista tehdyt lampun hehkulangan sekä siitä erossa olevan pienen metallisen levyn, joista tuli lasisen tyhjiöputken ulkopuolelle johdot.

Kun hehkulankaan kytkettiin virta, alkoi sen ja metallilevyn välissä oleva tila johtaa virtaa ns. Edison-efektin vaikutuksesta vain yhteen suuntaan. 

Myöhemmin Lee de Forest kaksi lisätä putkeen hilan, jonka jännitteen määrää säätelemällä voitiin ohjata elektronivirran suuruutta.

Elektroniputkella on myös suomalainen sivujuonne, sillä suomalainen Eric Tigerstedt keksi muovailla hilasta sylinterin, joka ympäröi katodia. Tämä paransi putken suoritusarvoja ratkaisevasti. Keksintö sai nimekseen triodi ja se merkitsi mullistusta radiotekniikalle ja elektroniikalle.

Elektroniputkia

Huipussaan elektroniputkien käyttö oli 1950-luvun alussa, jolloin niitä oli joka puolella: radioiden sisällä vahvistimina, televisioissa (joiden perinteiset kuvaputketkin ovat eräänlaisia elektroniputkia) ja kokonaisia tietokoneita tehtiin myös elektroniputkien avulla. Niissä putkia käytettiin niin kytkimenä kuin muistielementtinäkin.

Yllä olevassa kuvassa on erilaisia elektroniputkia 1950-luvun alusta.

1950-luvun lopulla elektroniputkia ja puolijohdekomponentteja käytettiin myös runsaasti yhdessä. Esimerkiksi Suomen ensimmäinen tietokone ESKO piti sisällään niin 450 elektroniputkea kuin pari tuhatta uudenlaista puolijohdediodiakin.

Aivan täysin eivät uudet komponentit ole korvanneet tyhjiöputkia, sillä niitä käytetään mm. sotilastekniikassa, koska ne kestävät varsin hyvin elektromagneettisia pulsseja. Samoin joissain hyvin suuritehoisissa vahvistimissa (mm. radiolähettimissä) käytetään edelleen putkia.

Myös osa hifisteistä pitää elektroniputkia sisältävistä vahvistimista, koska heidän mukaansa signaalin säröytyminen niissä on pienempää kuin puolijohdevahvistimissa; pelkkä analoginen musiikki ei siis riitä, vaan jotkut haluavat vielä alla olevan kaltaisia nykyaikaisia putkivahvistimia. 

Putkivahvistin

Juttuja samasta aiheesta