진공관 원리

열전자 (Thermal Electron)는 열전자 방출 (Thermionic Emission) 현상을 통해 나온다. 다음 그림과 같이 필라멘트를 가열하면 필라멘트의 전자가 외부로 방출된다.

 

 

다음과 같이 추가로 전원을 연결하면 필라멘트에서 방출된 열전자가 진공관을 통해 흐른다. 필라멘트에서 방출된 전자는 진공관을 거쳐 전원 (아래 그림의 오른쪽 전원)으로 들어간 후 전원에서 다시 필라멘트로 전자를 공급한다.

 

 

다음 그림과 같이 전원의 방향을 반대로 연결하면 진공관 위쪽에 전자와 같은 부호인 마이너스 전위가 형성되기 때문에 전자가 이동하지 못한다.

 

 

진공관의 증폭원리

진공관 (Vacuum Tube)은 다이오드 용도로 사용할 수 있고 전극을 하나 더 추가하여 트랜지스터 용도로 사용할 수도 있다. 트랜지스터 용도로 사용하기 위해 가운데 추가된 전극을 Grid 라고 한다.

 

진공관의 Cathode의 필라멘트를 가열하면 열전자가 방출된다. 이 때 다음 그림과 같이 Anode와 Cathode 사이에 전압을 걸어주면 그 사이에 전류가 흐른다. Grid와 Cathode 사이에 전압 Vin을 인가하면 Vin 전압에 따라 Anode와 Cathode 사이에 흐르는 전류가 변하게 된다. Vin에서 아주 작은 전압의 변화에도 Anode와 Cathode 사이의 전류는 매우 크게 변하면서 증폭 작용을 한다.

 

 

Cathode의 필라멘트에서 방출되는 전자는 플러스 전위가 인가된 Anode로 끌리는 힘을 받지만 Grid와 Cathode에 인가 된 전압은 Anode가 전자에 작용하는 인력과 반대로 작용하여 전류가 흐르는 것을 방해한다. 따라서, Grid에서 전압이 변화하면 그에 따라 Cathode에서 Anode로 흐르는 전류도 변화된다.