制御グリッド
From Wikipedia, the free encyclopedia
制御グリッドは、三極管、四極管、五極管などの熱電子管（真空管）の陰極から陽極(アノード、あるいはプレートとも呼ばれる）への電子の流れを制御することで、増幅を行うために使用される電極である。制御グリッドは、通常、陰極を取り囲む円筒状のスクリーンまたは螺旋状に巻かれた細いワイヤで構成され、さらにその外側を陽極によって取り囲まれている。制御グリッドは、1906 年にフレミング管(熱電子ダイオード) にグリッドを追加して、最初の増幅真空管であるオーディオン管 (三極管) を作成したリー・ド・フォレストによって発明された。
なお、真空管式コンピュータでは、スイッチングおよび増幅素子として使われた。
真空管の熱陰極が負に帯電した電子を放出する。電子は、電源によって正の電圧が与えられた陽極に引き寄せられて捕捉される。陰極と陽極の間の制御グリッドに負の電圧をかけてグリッドの負の電圧を高くすると、電子が陰極に向かって反発し、陽極に到達する電子が少なくなる。グリッドの負または正の電圧が低いと、より多くの電子が通過できるようになり、陽極電流が増加する。グリッド電圧の変化がプレート電流の変化を引き起こすため、グリッドは「ゲート」として機能することになる。
この時、陽極回路に抵抗が存在すると、陽極に大きな電圧変動が現れる。陽極電圧の変動は、それを引き起こしたグリッド電圧の変動よりもはるかに大きくなる可能性があるため、真空管は増幅器として機能する。
構造
最初の三極真空管のグリッドは、フィラメント（あるいは陰極）と陽極の間に配置されたジグザグのワイヤ片で構成されていた。これは、単一の編み組フィラメント(または後に円筒形の陰極) と円筒形の陽極の間に配置された細いワイヤのらせんまたは円筒形の穴あきスクリーンに急速に発展した。グリッドは通常、高温に耐えることができ、電子自体を放出しにくい非常に細いワイヤで作られ、金メッキを施したモリブデン合金がよく使われる。柔らかい銅製の支柱に巻き付けられ、グリッドの巻き線の上にスエージ加工されて固定される。1950年代の真空管では、打ち抜いた硬い金属フレームに非常に細いワイヤーを巻き付けたフレーム・グリッドであった。これにより、非常に厳密な公差を保持できるため、グリッドをフィラメント（あるいは陰極）の近くに配置できる。
