La
diode ou valve de FLEMING
En 1904,
la diode de FLEMING a été un détecteur trés
bien accueilli à un moment où le cohéreur
de BRANLY était pratiquement la seule solution pour la
détection des ondes radio. C'est une application directe
de l'effet EDISON découvert en 1883 par ce grand savant
(voir les tubes à vide).
Elle se compose de :
- une anode ou plaque, c'est un cylindre de tôle mince
qui entoure la cathode.
- une cathode chargée d'émettre des électrons
lors qu'elle est chaude.
- un filament en tungstène alimenté par un courant
électrique à basse tension.
Le tout est enfermé dans une ampoule
en verre dans lequel un vide très poussé a été
effectué.
Lorsque la cathode est chauffée
elle émet des électrons qui peuvent être
captés par l'anode lorsque celle-ci est à un potentiel
positif suffisant par rapport à la cathode.
Le courant maximum qui peut traverser
la diode dans le sens direct dépend de la nature et de
la température de la cathode.
Outre la fonction de détection,
elle a permis très tôt le redressement du courant
alternatif surtout dans ses variantes à gaz ou à
vapeur de mercure. |
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Fonctionnement de la diode
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Une vingtaine
de secondes aprés que le filament ait été
mis sous tension, la cathode est chaude et commence à
émettre des électrons dont certains traversent
l'espace cathode-anode. On peut mettre en évidence le
phénomène en branchant un microampèremètre
entre la cathode et l'anode. Un courant de quelques centaines
de microampères peut être mesuré. |
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Ce trés
faible courant augmente de façon importante pour atteindre
plusieurs dizaines ou centaines de milliampères lorsque
l'on applique sur l'anode un potentiel positif suffisant à
l'aide d'une source de courant continu. L'effet se fait sentir
à partir de quelques volts.
Si l'on inverse la polarité du générateur
de courant continu Ua, l'anode devenue négative par rapport
à la cathode repousse tous les électrons et plus
aucun courant ne passe. Le tube fonctionne bien comme une diode. |
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Le symbole
de la diode a vide et celui de la diode à semiconducteur. |
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La courbe de Ia en fonction de Ua
En l'absence
de tension externe appliquée entre la cathode et l'anode
on peut mesurer un courant IA0 de de quelques centaines de microampères
en branchant un galvanomètre entre l'anode et la cathode.
Pour annuler ce courant, c'est à dire pour que l'anode
refoule tous les électrons échappés de la
cathode il est nécessaire d'appliquer une tension négative
-Ui sur l'anode par rapport à la cathode.
Lorsque le potentiel UAK de l'anode augmente le courant IAK dans le tube augmente également.
La relation entre IAK et UAK n'est pas directe, la pente de la courbe augmente
pour les tensions faibles (région A)
et diminue lorsque le tube est saturé (région C),
quand la cathode ne parvient plus à fournir suffisamment
d'électrons.
Dans la zone B
la courbe est pratiquement linéaire et sa pente est égale
à dI/dU en mA/V |
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Utilisation en redressement
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Jusqu'à
ce que les redresseurs au sélénium ou au silicium
se répandent, la production de la haute tension pour l'alimentation
des appareils à tubes était basée principalement
sur la diode à vide. Il s'agissait la plupart du temps
d'un redressement à double alternance basé sur
un enroulement secondaire à prise milieu du transformateur
d'alimentation. Deux diodes enfermées dans la même
ampoule étaient utilisées. Les tensions obtenues
étaient de l'ordre de quelques centaines de volts avec
des intensités de quelques centaines de milliampères.
Sur la photo : redressement double alternance d'une tension de
2x250 volts. |
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