polarización del cátodo

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En electrónica , la polarización del cátodo (también conocida como autopolarización o polarización automática) es una técnica utilizada con tubos de vacío para hacer que el voltaje del cátodo de corriente continua (CC) sea positivo en relación con el lado negativo del suministro de voltaje de la placa en una cantidad igual a la magnitud del voltaje de polarización de red deseado . [1]

Operación

La implementación de polarización del cátodo más común pasa la corriente del cátodo a través de una resistencia conectada entre el cátodo y el lado negativo del suministro de voltaje de la placa. [2] La corriente del cátodo a través de este resistor provoca la caída de voltaje deseada en el resistor y coloca el cátodo en un voltaje de CC positivo igual en magnitud al voltaje de polarización de red negativo requerido. El circuito de rejilla pone la rejilla a cero voltios CC en relación con el lado negativo del suministro de voltaje de la placa, lo que hace que el voltaje de la rejilla sea negativo con respecto al cátodo en la cantidad requerida. [3] Los circuitos de cátodo calentado directamente conectan la resistencia de polarización del cátodo a la derivación central del secundario del transformador de filamento o a la derivación central de una resistencia baja conectada a través del filamento. [4]

Diseño

Para encontrar el valor de resistencia correcto, primero se determina el punto de operación del tubo. La corriente de placa, la tensión de red relativa al cátodo y la corriente de pantalla (si procede) se anotan para el punto de funcionamiento. El valor de la resistencia de polarización del cátodo se obtiene dividiendo el valor absoluto de la tensión de red del punto de funcionamiento por la corriente del cátodo del punto de funcionamiento (corriente de placa más corriente de pantalla). [5] La potencia disipada por la resistencia de polarización del cátodo es el producto del cuadrado de la corriente del cátodo y la resistencia en ohmios.

Cualquier efecto de frecuencia de señal de la resistencia de cátodo se puede minimizar proporcionando un condensador de derivación adecuado en paralelo con la resistencia. En general, el valor del capacitor se selecciona de tal manera que la constante de tiempo del capacitor y la resistencia de polarización sea un orden de magnitud mayor que el período de la frecuencia más baja a amplificar. El capacitor hace que la ganancia de la etapa, en las frecuencias de la señal, sea esencialmente la misma que si el cátodo estuviera conectado directamente al retorno del circuito. [6]

En algunos diseños, la retroalimentación degenerativa (negativa) causada por la resistencia del cátodo puede ser deseable. En este caso, la totalidad o una parte de la resistencia del cátodo no es puenteada por un capacitor. [7]

En los circuitos push-pull de clase A, un par de tubos impulsados ​​por señales idénticas desfasadas 180 grados pueden compartir una resistencia de cátodo común sin derivación. La degeneración no ocurrirá porque, si se igualan las características de voltaje de rejilla versus corriente de placa de los dos tubos, la corriente a través de la resistencia de cátodo no variará durante los 360 grados del ciclo de la señal. [8]

Consideraciones de aplicación

  • La ganancia de voltaje de la etapa es reducida por la resistencia del cátodo. La resistencia del cátodo aparece en serie con la impedancia de carga de la placa en la ecuación de ganancia de voltaje. [7]
  • La retroalimentación negativa local ( degeneración del cátodo ) es causada por la resistencia del cátodo. [7] [9]
  • El voltaje de suministro de placa o "B" disponible para el tubo es, en efecto, reducido por la magnitud del voltaje de polarización. [4]

Comparación con sesgo fijo

La polarización del cátodo, como solución, suele ser la alternativa al uso de polarización fija . [10] Robert Tomer, en su libro de 1960 sobre tubos de vacío, que se ocupaba principalmente de estrategias para mejorar la vida útil de los tubos, condenó los diseños de polarización fija en favor de la polarización catódica. Dijo que la polarización fija, a diferencia de la polarización catódica, no proporciona un margen de error que proteja al sistema de las diferencias inevitables entre los tubos de vacío ni protege contra las condiciones de fuga causadas por el mal funcionamiento del tubo o del circuito. [10] También afirmó que la mayoría de los especialistas en tubos consideran que la operación de polarización fija es peligrosa. [10]A pesar de esta postura, la polarización fija se usa comúnmente en los amplificadores de válvulas en la actualidad. Tomer identificó la tendencia hacia los diseños de sesgo fijo en 1960, pero no estaba seguro de los motivos. [10]

Véase también

Referencias

  1. ^ Personal de Cruft Electronics, Electronic Circuits and Tubes , Nueva York: McGraw-Hill, 1947, págs. 280-281, 335-336
  2. ^ Ghirardi, Alfred A. (1932). Curso de Radiofísica (2ª ed.). Nueva York: Rinehart Books. pag. 480
  3. ^ Orr, Guillermo I., ed. (1962). El manual de radio (16ª ed.). New Augusta Indiana: Editores e Ingenieros, LTD. pag. 266.
  4. ^ a b Ghirardi, Alfred A. (1932). Curso de Radiofísica (2ª ed.). Nueva York: Rinehart Books. pag. 475
  5. ^ Ghirardi (1932) pág. 476
  6. ^ Personal de Cruft Electronics, Electronic Circuits and Tubes , Nueva York: McGraw-Hill, 1947, p. 335
  7. ^ a b c Veley, Victor FC (1994). Manual de referencia de la electrónica de sobremesa (3ª ed.). Nueva York: Tab Books. págs. 372–374.
  8. ^ Ghirardi (1932) pág. 670
  9. ^ Personal de Cruft Electronics, 1947, p. 416
  10. ^ a b c d Tomer, Robert B. (1960). Sacar el máximo provecho de los tubos de vacío . Indianápolis: Howard W. Sams & Co., Inc. / The Bobbs-Merrill Company, Inc. págs.  20 , 29, 62.

Lectura adicional