पेन्टोड

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अप्रत्यक्ष रूप से गर्म किए गए कैथोड वर्ग इलेक्ट्रोड, ऊपर से नीचे सूचीबद्ध:
एनोड,
अवरोधक ग्रिड,
स्क्रीन ग्रिड,
नियंत्रण ग्रिड,
कैथोड के एक पेंटोड का प्रतिनिधित्व करने वाला ग्राफ़िक प्रतीक

पेंटोड एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जिसमें पांच इलेक्ट्रोड होते हैं। यह शब्द सामान्यतः एक तीन-विद्युत् वितरण तंत्र प्रवर्धन निर्वात नलिका या तापायनिक वाल्व पर लागू होता है, जिसका आविष्कार 1926 में गाइल्स होल्स्ट और बर्नार्ड टेललगेन बर्नहार्ड डी.एच. टेलेगेन द्वारा किया गया था।[1] पेंटोड (कुछ साहित्य में तीन-विद्युत् वितरण तंत्र प्रवर्धन कहा जाता है[2]) स्क्रीन विद्युत् वितरण तंत्र और प्लेट के बीच एक विद्युत् वितरण तंत्र को जोड़कर स्क्रीन-विद्युत् वितरण तंत्र नलिका या परिरक्षक-विद्युत् वितरण तंत्र नलिका (एक प्रकार का टेट्रोड नलिका) से विकसित किया गया था। प्लेट से इलेक्ट्रॉनों के द्वितीयक उत्सर्जन के कारण स्क्रीन-विद्युत् वितरण तंत्र नलिका एक प्रवर्धक के रूप में प्रदर्शन में सीमित थी।[3] अतिरिक्त विद्युत् वितरण तंत्र को अवरोधक विद्युत् वितरण तंत्र कहा जाता है। अवरोधक विद्युत् वितरण तंत्र सामान्यतः कैथोड की क्षमता पर या उसके पास संचालित होता है और प्लेट से द्वितीयक उत्सर्जन इलेक्ट्रॉनों को स्क्रीन विद्युत् वितरण तंत्र तक पहुंचने से रोकता है।[4][5] अवरोधक विद्युत् वितरण तंत्र के अतिरिक्त एक ही प्लेट आपूर्ति वोल्टेज पर स्क्रीन-विद्युत् वितरण तंत्र नलिका की प्लेट की तुलना में प्रवर्धक संचालन में पेंटोड की प्लेट से प्राप्त होने वाले अधिक आउटपुट सिग्नल आयाम की अनुमति देता है। 1960 से 1970 के दशक तक पेंटोड व्यापक रूप से निर्मित और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग किए जाते थे, उस दौरान ट्रांजिस्टर ने नए डिजाइनों में नलिका को बदल दिया। 21 वीं सदी की पहली तिमाही के दौरान, उच्च शक्ति आकाशवाणीय आवृति अनुप्रयोगों, संगीत वाद्ययंत्र प्रवर्धक (विशेष रूप से गिटार), होम ऑडियो और आला बाजारों के लिए कुछ पेंटोड नलिका का उत्पादन किया गया है।

पेन्टोड्स के प्रकार

  • साधारण पेंटोड्स को शार्प-कटऑफ या हाई-स्लोप पेंटोड्स के रूप में जाना जाता है और नियंत्रण विद्युत् वितरण तंत्र में एक समान द्वारक आकार होता है। नियंत्रण विद्युत् वितरण तंत्र के समान निर्माण के परिणामस्वरूप प्रवर्धन कारक (एमयू या μ} और अंतराचालकता तेजी से नकारात्मक विद्युत् वितरण तंत्र वोल्टेज के साथ बहुत कम बदलते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्लेट धारा का अचानक कटऑफ हो जाता है।[6] ये पेंटोड प्रवर्धक डिजाइनों में आवेदन के लिए उपयुक्त हैं जो नियंत्रण विद्युत् वितरण तंत्र पर सिग्नल और पूर्वाग्रह की सीमित सीमाओं पर काम करते हैं। उदाहरणों में सम्मिलित हैं: ईएफ37ए, ईएफ 86/6267, 1एन5 जीटी, 6एयू 6 ए, 6 जे7जीटी। प्रायः, लेकिन सदैव नहीं होता, पेंटोड्स के लिए मुलार्ड-फिलिप्स नलिका पदनाम में एक सम संख्या ने एक तेज-कटऑफ उपकरण का संकेत दिया, जबकि विषम ने रिमोट-कटऑफ का संकेत दिया; EF37 इस सामान्य प्रवृत्ति का एक अपवाद था, अनुमानतः एफई 36 के अपडेट के रूप में इसके इतिहास के कारण (The Mullard EF36, EF37 and ईएफ37ए at the National वाल्व संग्रहालय) संग्रह किया गया।
  • रिमोट-कटऑफ, चर राशि-एमयू, सुपर-कंट्रोल या चर राशि स्लोप पेंटोड, एनोड धारा को काटे बिना, साधारण पेंटोड्स की तुलना में कंट्रोल विद्युत् वितरण तंत्र पर बहुत अधिक सिग्नल और बायस वोल्टेज को संभालते हैं। अतिरिक्त विद्युत् वितरण तंत्र को अवरोधक विद्युत् वितरण तंत्र कहा जाता है। चर राशि -एमयू पेंटोड के नियंत्रण विद्युत् वितरण तंत्र का निर्माण इसलिए किया जाता है ताकि नियंत्रण विद्युत् वितरण तंत्र वोल्टेज के दिए गए वृद्धिशील परिवर्तन के परिणामस्वरूप एनोड धारा के परिवर्तन पर कम प्रभाव पड़ता है क्योंकि नियंत्रण विद्युत् वितरण तंत्र वोल्टेज कैथोड के सापेक्ष नकारात्मक रूप से बढ़ता है।[7] नियंत्रण विद्युत् वितरण तंत्र में प्रायः अलग-अलग पिच के हेलिक्स का रूप होता है।[8] चूंकि नियंत्रण विद्युत् वितरण तंत्र वोल्टेज अधिक नकारात्मक हो जाता है, जिसके कारण नलिका का प्रवर्धन कारक छोटा हो जाता है।[7][9] चर राशि -एमयू पेंटोड विरूपण और क्रॉस-मॉड्यूलेशन (अंतरामॉडुलन) को कम करते हैं और साधारण पेंटोड्स की तुलना में बहुत बड़े प्रवर्धक डायनेमिक रेंज की अनुमति देते हैं।[10] चर राशि -एमयू पेंटोड पहले रेडियो रिसीवर के रेडियो आवृति प्रवर्धक चरणों में लागू होते थे, सामान्यतः स्वचालित मात्रा नियंत्रण के साथ, और अन्य अनुप्रयोगों में लागू होते हैं जिन्हें सिग्नल और नियंत्रण वोल्टेज के बड़े बदलावों को संचालित करने की क्षमता की आवश्यकता होती है। पहला व्यावसायिक रूप से उपलब्ध चर राशि -म्यू पेंटोड्स 1932 में आरसीए 239 और 1933 में मुलार्ड वीपी4 थे।[11][12]
  • विद्युत् शक्ति पेन्टोड्स या पावर-प्रवर्धक पेंटोड्स विद्युत् शक्ति पेंटोड्स को साधारण पेंटोड्स की तुलना में उच्च धाराओं, उच्च तापमान और उच्च वोल्टेज पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। लोड प्रतिबाधा में वांछित शक्ति का उत्पादन करने के लिए नलिका के माध्यम से आवश्यक वर्तमान देने के लिए विद्युत् शक्ति पेंटोड का कैथोड पर्याप्त इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन में सक्षम होने के लिए डिज़ाइन किया गया है।[13] विद्युत् शक्ति पेंटोड की प्लेट या एनोड को सामान्य पेंटोड की तुलना में अधिक शक्ति को नष्ट करने में सक्षम होने के लिए डिज़ाइन किया गया है।[14]ई एल 34, ई एल84, 6सीएल6, 6एफ6, 6जी6, एसवाई4307ए और 6के6जीटी विद्युत् शक्ति प्रवर्धन के लिए डिज़ाइन किए गए पेंटोड के कुछ उदाहरण हैं। विशिष्ट टेलीविजन आवश्यकताओं के लिए कुछ विद्युत् शक्ति पेन्टोड थे:
  • वीडियो आउटपुट पेंटोड्स, उदा। 15ए6/पीएल83, पीएल802
  • फ्रेम आउटपुट या वर्टिकल डिफ्लेक्शन पेंटोड, जैसे किई एल 84#पीएल 84, यूएल84 और ईएल86 और 18जीवी8/पीसीएल85 के पेंटोड सेक्शन।
  • लाइन आउटपुट या क्षैतिज विक्षेपण पेन्टोड, जैसे कि पीएल36, 27जीबी5/पीएल500, पीएल505आदि।
  • ट्रायोड-पेंटोड एक एकल लिफाफा होता है जिसमें ट्रायोड और पेंटोड दोनों होते हैं, जैसे ई सीएफ 80 या ई सीएल86।
70 और 80 के दशक में सैन्य रेडियो स्टेशनों में उपयोग होने वाली एक रूसी इलेक्ट्रॉन नलिका GU-81 विद्युत् शक्ति पेंटोड की छवि

टेट्रोड पर लाभ

सरल टेट्रोड या स्क्रीन-विद्युत् वितरण तंत्र नलिका ने पहले के ट्रायोड की तुलना में एक बड़ा प्रवर्धन कारक, अधिक शक्ति और उच्च आवृत्ति क्षमता की प्रस्‍तुत कि‍या। हालांकि, टेट्रोड में द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को कैथोड से टकराने वाले इलेक्ट्रॉनों द्वारा एनोड (प्लेट) से बाहर खटखटाया जाता है (एक प्रक्रिया जिसे द्वितीयक उत्सर्जन कहा जाता है) इसकी अपेक्षाकृत उच्च क्षमता के कारण स्क्रीन विद्युत् वितरण तंत्र में प्रवाहित हो सकता है। एनोड उत्सर्जन वाले इलेक्ट्रॉनों की यह धारा नेट एनोड धारा Ia को कम कर देती है। अतिरिक्त विद्युत् वितरण तंत्र को अवरोधक विद्युत् वितरण तंत्र कहा जाता है। एनोड वोल्टेज Va के रूप में बढ़ जाता है, कैथोड से इलेक्ट्रॉन अधिक ऊर्जा के साथ एनोड से टकराते हैं, और अधिक द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालते हैं, जिससे एनोड उत्सर्जन वाले इलेक्ट्रॉनों की धारा बढ़ जाती है। परिणाम यह है कि टेट्रोड में एनोड धारा Ia बढ़ते एनोड वोल्टेज Va के साथ घटता पाया जाता है, वर्तमान-वोल्टेज विशेषता के हिस्से के ऊपर यह गुण (ΔVa/ डी आईa < 0) को ऋणात्मक प्रतिरोध कहा जाता है। यह टेट्रोड के अस्थिर होने का कारण बन सकता है, जिससे आउटपुट में पराश्रयी दोलन हो सकते हैं, जिसे कुछ परिस्थितियों में डायनाट्रॉन दोलक कहा जाता है।

पेंटोड, जैसा कि बर्नार्ड डी. एच. टेललगेन द्वारा प्रस्तुत किया गया था, में एक अतिरिक्त इलेक्ट्रोड या तीसरा विद्युत् वितरण तंत्र है, जिसे दमनकारी ग्रिड कहा जाता है, जो स्क्रीन विद्युत् वितरण तंत्र और एनोड के बीच स्थित होता है, जो द्वितीयक उत्सर्जन की समस्या को हल करता है। अवरोधक विद्युत् वितरण तंत्र को कम क्षमता दी जाती है - यह सामान्यतः या तो ग्राउंडेड होता है या कैथोड से जुड़ा होता है। एनोड से द्वितीयक उत्सर्जन इलेक्ट्रॉनों को दबाने वाला यंत्र विद्युत् वितरण तंत्र पर नकारात्मक क्षमता से बाहर कर दिया जाता है, इसलिए वे स्क्रीन विद्युत् वितरण तंत्र तक नहीं पहुंच सकते हैं लेकिन एनोड पर वापस आ सकते हैं। कैथोड के प्राथमिक इलेक्ट्रॉनों में उच्च गतिज ऊर्जा होती है, इसलिए वे अभी भी अवरोधक विद्युत् वितरण तंत्र से गुजर सकते हैं और एनोड तक पहुंच सकते हैं।

पेंटोड्स, इसलिए, उच्च वर्तमान आउटपुट और व्यापक आउटपुट वोल्टेज स्विंग हो सकते हैं; एनोड/प्लेट स्क्रीन विद्युत् वितरण तंत्र की तुलना में कम वोल्टेज पर भी हो सकती है फिर भी अच्छी तरह से बढ़ जाती है।[15]


ट्रायोड के साथ तुलना

  • दूसरे विद्युत् वितरण तंत्र के स्क्रीनिंग प्रभाव के कारण पेंटोड्स (और टेट्रोड्स) में प्रतिक्रिया क्षमता बहुत कम होती है।
  • स्क्रीन विद्युत् वितरण तंत्र और एनोड के बीच कैथोड धारा के यादृच्छिक विभाजन के कारण पेंटोड्स में उच्च शोर (विभाजन शोर) होता है,
  • ट्रायोड में कम आंतरिक एनोड प्रतिरोध होता है, और इसलिए नकारात्मक प्रतिक्रिया अनुपस्थित होने पर पेंटोड की तुलना में ऑडियो आउटपुट परिपथ में उपयोग किए जाने पर उच्च भिगोना कारक होता है। यह समान अंतराचालकता के पेंटोड की तुलना में ट्रायोड से प्राप्त होने वाले संभावित वोल्टेज प्रवर्धन को भी कम करता है, और सामान्यतः इसका मतलब है कि कम विद्युत् शक्ति ड्राइव सिग्नल के साथ पेंटोड्स का उपयोग करके अधिक कुशल आउटपुट चरण बनाया जा सकता है।
  • आपूर्ति वोल्टेज में परिवर्तन से पेंटोड लगभग अप्रभावित रहते हैं, और इस प्रकार ट्रायोड की तुलना में अधिक खराब स्थिर आपूर्ति के साथ काम कर सकते हैं।
  • पेंटोड्स और ट्रायोड्स (और टेट्रोड्स) में अनिवार्य रूप से विद्युत् वितरण तंत्र (एक) इनपुट वोल्टेज और एनोड आउटपुट धारा के बीच समान संबंध होते हैं, जब एनोड वोल्टेज को स्थिर रखा जाता है।

उपयोग

एक सामान्य विद्युतीय 12AE10 डबल पेंटोड

पेन्टोड नलिका का पहली बार उपभोक्ता-प्रकार के रेडियो प्राप्तकर्ताओं में उपयोग किया गया था। एक प्रसिद्ध पेंटोड प्रकार, एफई50, द्वितीय विश्व युद्ध की शुरुआत से पहले डिजाइन किया गया था, और राडार सेट और अन्य सैन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया था। पेंटोड ने मित्र राष्ट्रों के इलेक्ट्रॉनिक प्रभुत्व में योगदान दिया।

बादशाह कंप्यूटर और मैनचेस्टर बेबी ने बड़ी संख्या में एफई 36 पेंटोड नलिका का उपयोग किया।[16][17][18][19] बाद में, कंप्यूटर उपकरण में उपयोग के लिए 7एके7 नलिका को स्पष्ट रूप से विकसित किया गया था।[20]

द्वितीय विश्व युद्ध के बाद, टीवी रिसीवर्स में पेंटोड्स का व्यापक रूप से उपयोग किया गया, विशेष रूप से एफई, EF80 के उत्तराधिकारी। 1960 के दशक के दौरान ट्रांजिस्टर द्वारा वैक्यूम नलिका को बदल दिया गया था। हालांकि, उच्च अंत ऑडियो हाई-एंड और पेशेवर ऑडियो एप्लिकेशन, माइक्रोफोन पूर्व-प्रवर्धक और इलेक्ट्रिक गिटार प्रवर्धक में हाई-विद्युत् शक्ति रेडियो ट्रांसमीटर और (उनकी प्रसिद्ध वाल्व ध्वनि के कारण) सहित कुछ अनुप्रयोगों में उनका उपयोग जारी है। पूर्व सोवियत संघ के देशों में बड़े भंडार ने ऐसे उपकरणों की निरंतर आपूर्ति प्रदान की है, कुछ अन्य उद्देश्यों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं लेकिन ऑडियो उपयोग के लिए अनुकूलित हैं, जैसे कि GU-50 ट्रांसमीटर नलिका।

ट्रायोड-स्ट्रैप्ड पेंटोड परिपथ

एक पेंटोड का स्क्रीन विद्युत् वितरण तंत्र (विद्युत् वितरण तंत्र 2) एनोड (प्लेट) से जुड़ा हो सकता है, जिस स्थिति में यह अनुरूप विशेषताओं (कम एनोड प्रतिरोध, कम म्यू, कम शोर, अधिक ड्राइव वोल्टेज की आवश्यकता) के साथ एक सामान्य ट्रायोड में बदल जाता है। उपकरण को तब ट्रायोड-स्ट्रैप्ड या ट्रायोड-कनेक्टेड कहा जाता है। अतिरिक्त विद्युत् वितरण तंत्र को अवरोधक विद्युत् वितरण तंत्र कहा जाता है। यह कभी-कभी ऑडियोफाइल पेंटोड प्रवर्धक परिपथ में एक विकल्प के रूप में प्रदान किया जाता है, ताकि ट्रायोड विद्युत् शक्ति प्रवर्धक के मांग वाले ध्वनि गुण दिए जा सकें। स्क्रीन विद्युत् वितरण तंत्र की शक्ति या वोल्टेज रेटिंग को पार करने और स्थानीय दोलन को रोकने के लिए स्क्रीन विद्युत् वितरण तंत्र के साथ श्रृंखला में एक अवरोधक सम्मिलित किया जा सकता है। ट्रायोड-कनेक्शन ऑडियोफाइल्स के लिए एक उपयोगी विकल्प है जो 'ट्रू' विद्युत् शक्ति ट्रायोड्स के खर्च से बचना चाहते हैं।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ G. Holst and B.D.H. Tellegen, "Means for amplifying electrical oscillations", US Patent 1945040, January 1934.
  2. ↑ "RCA Receiving Tube Manual, 1940"; p118
  3. ↑ Solymar, Lazlo (2012). Modern Physical Electronics. Springer Science and Business Media. p. 8. ISBN 978-9401165075.
  4. ↑ ETC Carney, Allen F. (1998). The Navy Electricity and Electronics Training Series, Module 06: Introduction to Electronic Emission, Tubes, and Power Supplies. Pensacola FL: Naval Education and Training Professional Development and Technology Center. p. 1-47.
  5. ↑ Whitaker, Jerry (2016). Power Vacuum Tubes Handbook, 3rd Edition. CRC Press. p. 87. ISBN 978-1439850657.
  6. ↑ Reich, Herbert J. (1941). Principles of Electron Tubes. New York: McGraw-Hill. p. 62.
  7. ↑ Jump up to: 7.0 7.1 Departments of the Army and the Air Force (1952, rev. 1958). TM 11-662 Basic Theory and Application of Electron Tubes. Washington DC: USGPO. pp. 104 - 105.
  8. ↑ Departments of the Army and the Air Force (1952, rev. 1958). TM 11-662. p. 41.
  9. ↑ Ballantine, Stuart and Snow, H.A. (Dec. 1930). "Reduction of Distortion and Cross-talk in Radio Receivers by Mean of Variable-mu Tetrodes". Proc. IRE. p. 2122.
  10. ↑ Rider, John F. (1936) Automatic Volume Control. New York: John F. Rider, Publisher. pp. 12 - 17.
  11. ↑ Stokes, John W. (1982). 70 Years of Radio Tubes and Valves. Vestal, NY: Vestal Publishers Ltd. p. 57.
  12. ↑ Thrower, Keith R. (2009). British Radio Valves, The Classic Years: 1926-1946. Reading, England: Speedwell. p. 5.
  13. ↑ Departments of the Army and the Air Force (1952, rev. 1958). TM 11-662. p. 167.
  14. ↑ Departments of the Army and the Air Force (1952, rev. 1958). TM 11-662. p. 168 - 169.
  15. ↑ "RCA Receiving Tube Manual, 1940"; p8.
  16. ↑ Tony Sale. "The Colossus Rebuild Project"
  17. ↑ Tony Sale. "The Colossus: its purpose and operation".
  18. ↑ Michael Saunby. "Small signal audio pentodes" Archived 2016-12-13 at the Wayback Machine.
  19. ↑ B. Jack Copeland. "Colossus: The secrets of Bletchley Park's code-breaking computers".
  20. ↑ Sylvania. Engineering Data Service. 7AK7. July 1953.
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