Sobre la Historia de la Electrónica en el Primer Centenario de su

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IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 4, NO. 4, JUNE 2006
Sobre la Historia de la Electrónica en el Primer
Centenario de su Nacimiento: La Era Termoiónica
Juan Carlos A. Floriani, Member, IEEE
Resumen–En el presente trabajo se hace una descripción histórica
del proceso de desarrollo de la electrónica en su primera parte: la
era termoiónica. Se describen las contribuciones de los tres
autores principales que dieron origen a la misma : Edison,
Fleming y De Forest. Se describe además la contribución hecha
por la física y se proponen algunos de los desarrollos más
importantes en su fase de madurez como el tetrodo, pentodo,
thyratrón, magnetrón y el klystron. En todos los casos se da una
breve descripción técnica de los mismos acompañada de la
información histórica relacionada con la fecha y autoría de cada
desarrollo. Se propone además, en forma breve, el rol de las
vávulas en la actualidad.
Palabras claves–Electrónica
electrónica.
termoiónica,
Historia
de
fue la lectura de la serie Electrónica Básica [3], durante el
período de escuela secundaria, sumado a algunas aplicaciones
vistas en la universidad. Estos hechos explican el deseo de
brindar un humilde pero bien merecido homenaje (en español)
a los pioneros de la electrónica, en el primer centenario de su
nacimiento 1906-2006.
II. CONTRIBUCIÓN DE EDISON
la
I. INTRODUCCIÓN
En la actualidad, la palabra electrónica está directamente
asociada con las computadoras,
televisores, teléfonos
celulares, etc. En realidad para hablar de electrónica es
necesario recordar que dicha rama de la ingeniería sienta sus
bases en la teoría del electromagnetismo y los circuitos
eléctricos. Por lo tanto desde B. Franklin (1706-1790) hasta B.
D. H. Tellegen cuando en 1952 publicó su teorema [1],
contribuyeron en alguna medida. Para una breve reseña
histórica sobre el electromagnetismo y los circuitos eléctricos
se sugiere la bibliografía [2].
Pero el inicio del desarrollo especifico de la electrónica
aparece en 1883 cuando T. A. Edison descubre la emisión
termoiónica o efecto Edison. Sin embargo, la gestación de la
misma se produce en 1904 cuando Sir J. A. Fleming propone
el diodo o válvula de Fleming. Finalmente, nace e inicia el
recorrido de un largo camino dos años más tarde, cuando en
1906 L. De Forest propone el triodo o Audion, como él lo
llamaba.
Diferentes son las “importantes” contribuciones que la
electrónica termoiónica propuso en su desarrollo en el
transcurso de los años. Muchas de esas aplicaciones existen en
el presente, con las obvias actualizaciones tecnológicas, como
por ejemplo: la telefonía inalámbrica, la radio, la televisión
(1927), etc. Quizás la contribución menos conocida por los
jóvenes sea la computadora Mark 1, desarrollada en 1944 por
la IBM y la Universidad de Harvard. Esta computadora fue
reemplazada en 1947 por una versión mejorada denominada
ENIAC, desarrollada por la Universidad de Pennsylvania.
El autor recuerda que su abuelo materno escuchaba música
en una radio multibanda, de dimensiones imponentes,
alimentada con una batería de 6V.. Este aparato pertenecía,
tecnológicamente, a la era termoiónica. Otro hecho importante
El autor pertenece a San Lorenzo, 2821 Santa Fe, Argentina (e-mail:
[email protected]).
Thomas Alva Edison [4].
En el año 1883, el inventor estadounidense Thomas Alva
Edison (1847-1931) trabajaba en un experimento con lámparas
incandescentes en las cuales utilizaba un filamento de carbón.
Estos filamentos se rompían con mucha facilidad ya que
estaban formados por hilos muy finos. Su objetivo era
encontrar un sistema que le permitiera aumentar la vida útil de
las lámparas. Para lograr esto, Edison construyó un soporte
metálico que conectó al frágil filamento mediante partes
aisladoras [3].
A partir de este hecho surgen diferentes versiones sobre el
descubrimiento de la emisión termoiónica, que es
esencialmente la emisión de electrones por un cuerpo
sobrecalentado. Por ejemplo en [3], se afirma que: por razones
que se desconocen, Edison conectó el soporte metálico al
terminal positivo de la batería que alimentaba la lámpara,
como se muestra en la figura 1. Sorprendido, observó que
circulaba corriente. Otros autores afirman que: el carbón que
se desprendía del filamento se depositaba en la superficie
interna de la ampolla de vidrio de la lampara ennegreciéndola.
Por tal razón, Edison decidió generar una “absorción” de estas
partículas
mediante
una
“atracción
electrostática”
(polarización eléctrica), observando que circulaba corriente en
modo permanente. Delogne en [5], afirma que el
descubrimiento fue hecho sin la introducción de una tensión
(batería) en el circuito (ver fig. 1). En la época de Edison, los
circuitos eléctricos funcionaban con el positivo a masa, por lo
tanto es posible que su intensión haya sido conectar el hilo
metálico del soporte a masa.
De todo esto no se logra entender con precisión si Edison
comprendió que se trataba de cargas eléctricas y que estas eran
FLORIANI : ON THE HISTORY OF ELECTRONICS TO A
negativas. Todo hace suponer que efectivamente logró
comprender este hecho básico, lo que seguramente no
comprendió es el origen de tales cargas, cosa que sucedió con
posterioridad al 1883, y menos aun que se trataba de
electrones. Solo 21 años más tarde, Fleming pudo demostrar la
importancia aplicativa de esta corriente. A decir verdad una
aplicación importante ya existía y es precedente a Fleming, se
trata del tubo de rayos catódicos (TRC) inventado por el físico
alemán K. F. Braun1 (1850-1918) en 1897.
243
termoiónica. El cilindro metálico o placa era accesible desde
un lateral del bulbo de vidrio.
Contrariamente, el diodo moderno posee dos electrodos
separados para las funciones de filamento y cátodo,
respectivamente. Esta separación permite generar circuitos
eléctricos aislados entre filamento y cátodo, además es posible
mejorar la emisión del cátodo. En la figura 2, se pueden ver
detalles constructivos y los correspondientes símbolos.
IV. CONTRIBUCIÓN DE De FOREST
Lee De forest con su Audion [5].
Fig. 1. Lámpara de Edison [3].
III. CONTRIBUCIÓN DE FLEMING
John Ambrose Fleming [6].
En 1889, el ingeniero y físico inglés Sir John Ambrose
Fleming (1849-1945) de la Universidad de Londres, inicia una
serie de investigaciones sobre el efecto Edison o emisión
termoiónica. En 1904, propone el diodo termoiónico o
“válvula de Fleming”. El nombre “válvula” surge por la
similitud con las válvulas mecánicas, debido a la propiedad de
conducir corriente en un solo sentido [3], [6], [7].
La válvula de Fleming consistía básicamente de un bulbo
de vidrio el cual encerraba un filamento de carbón o
tungsteno, con un segundo electrodo formado inicialmente por
un hilo metálico arrollado alrededor del filamento sin
contacto entre ellos, que hacía las veces de placa.
Posteriormente, fue reemplazado por un cilindro metálico
(fig. 2 (a) y (b)). El filamento cumplía además la función de
cátodo, el cual al calentarse por el paso de una corriente
eléctrica generaba la “nube electrónica” debida a la emisión
1
En 1909, Braun recibió el Premio Nobel de física junto al italiano G.
Marconi, por el desarrollo de la telegrafía sin hilos.
En 1906 el ingeniero estadounidense Lee De Forest (18731961) propone y patenta el Audion (posteriormente llamado
triodo), una versión modificada del diodo de Fleming, con el
agregado de un electrodo de control o grilla (ver fig. 3).
Sin embargo, la publicación del invento tuvo lugar en 1914
por razones de patente [5], [8]. De los contenidos del artículo
de De Forest no surge con claridad cuales fueron los motivos
que lo llevaron a generar una modificación del diodo de
Fleming. Evidentemente se trataba de una necesidad de
“control” del flujo de electrones al interno del dispositivo,
para a su vez lograr un control de la corriente de placa.
Probablemente la aplicación más lógica sea como interruptor
de corriente (relay no mecánico), para ser usado en telegrafía
y telefonía, campos en los cuales De Forest trabajaba en la
época.
Sin duda De Forest conocía al momento de la publicación,
además de la propiedad detectora, la propiedad amplificadora
del dispositivo. Esto surge de manera evidente a partir del
título de su trabajo [8]. En tal publicación se muestran
aplicaciones de un cierto desarrollo tecnológico, como por
ejemplo amplificadores de dos y tres etapas (ver figura 3). En
tal figura se observa además el tipo de polarización básica
usada (compárese con la fig. 4), además del cátodo y
filamento en un único electrodo.
El Audion de De Forest generó una serie de controversias
con Fleming atribuyéndose ambos la propiedad intelectual del
desarrollo, dado que Fleming sostenía que el Audion era un
diodo modificado. De un rápido análisis surge inmediatamente
la diferencia más evidente entre estos dispositivos ya que el
triodo (o Audion) posee un electrodo de control, el diodo no.
En la figura 4, se muestra el circuito de polarización del triodo
y la característica de salida.
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Placa
Placa
Cátodo
Filamento
(c)
(b)
(a)
Filamento
(e)
(d)
Fig. 2. (a)Válvula de Fleming [6], (b)-(c)Detalle constructivo [3] y símbolo de un diodo tipo Fleming. (d)-(e) Detalle constructivo [3] y símbolo del diodo
moderno.
Fig. 3. Circuito del amplificador de De Forest [8] y detalles constructivos de un triodo moderno [3].
Salida
Placa
Señal
Cátodo
+B
-
Corriente de Placa [mA]
15
Grilla
Tensión de
grilla Vg = -1 V
Vg = -3 V
10
Vg = -5 V
Vg = -7 V
Vg = -9 V
5
100
300
200
Tensión de Placa [V]
Fig. 4. Polarización de un triodo y característica de salida.
V. CONTRIBUCIÓN PARALELA DE LA FÍSICA
Cuando Edison descubre la emisión termoiónica, en 1883,
seguramente no tenía la mínima noción de que se trataba de
electrones y tampoco que poseían masa (por lo menos con
certeza científica). El nombre electrón le fue dado por el físico
ingles G. J. Stoney (1826-1911) en 1891 y fue descubierto en
1897 por el físico ingles J. J. Thomson (1856-1940), en un
experimento orientado a encontrar la relación e m del
mismo. Para este experimento, Thomson utilizó un tubo de
rayos catódicos, que a su vez emplea la emisión termoiónica
para su funcionamiento [9].
La determinación directa del valor de la carga del electrón
fue hecha por varios investigadores en diferentes trabajos. Por
ejemplo, la determinación de la carga elemental en forma
directa fue hecha por Townsend en 1897, por J. J. Thomson
en 1898 y por H. A. Wilson en 1903. Algunos autores
atribuyen la medida de e a Ch. T. R. Wilson en 1913. En 1917,
R. A. Millikan2 (1868-1953) midió la constante e y el valor
obtenido fue − 1.59 ×10 −19 coulombs. La carga negativa del
2
Por este trabajo y otros, Millikan recibió el Premio Nobel de física en 1923.
electrón fue demostrada por el físico francés J. B. Perrin
(1870-1942). El valor actual de la misma es
− 1.602 × 10 −19 coulombs y se debe a los experimentos de
Hopper y Laby en 1941 [9].
En 1901 aparece el primer trabajo que da una descripción
cuantitativa del fenómeno de emisión termoiónica y es debida
al físico inglés O. W. Richardson (1879-1959) quien establece
una relación entre la cantidad de electrones emitidos y la
temperatura:
−W
N =n
RT
e RT
2π m
en la cual: N es el número de electrones emitidos por unidad
de superficie; T es la temperatura absoluta; n número de
electrones libres en el metal; R es la constante del gas para un
electrón (constante de Boltzman); m es la masa del electrón
[10].
Si los electrones están animados de una cierta energía
cinética, producen una corriente eléctrica. La expresión de
Richardson que relaciona la corriente (de saturación) con la
temperatura es [10]:
FLORIANI : ON THE HISTORY OF ELECTRONICS TO A
−W
i = nqε
−b
RT
e R T = ε qA T e T
2π m
con: ε carga del electrón; q valor de la superficie emisora (en
las ecuaciones se mantiene la simbología original de la
referencia). Esta ley fue posteriormente mejorada por S.
Dushman, como sigue:
i = A1T 2 e
− b0
T
Corriente
con A1 y b0 , constantes.
La representación gráfica de la expresión de Richardson3,
se muestra en la figura 5.
245
Pero Fleming y De Forest aun no conocían la expresión
analítica de la ley que relacionaba la corriente y la tensión de
placa del diodo. Sin duda conocían la característica obtenida
por medición, dado que el diodo era usado en aplicaciones
prácticas. En realidad, se conocía también la característica del
triodo, como se explicó. Los primeros trabajos que
propusieron una solución a este problema, aparecieron en
1911 [12] y 1913 [13], los cuales dieron el nombre a la ley de
Child-Langmuir5 [14]-[17]:
3
i P = G v PK 2
donde: i P es la corriente de placa o ánodo, v PK es la tensión
entre ánodo y cátodo aplicada al diodo, y G es una constante
llamada “perveancia”, que depende de la configuración del
cátodo, del material del mismo y de la temperatura de trabajo.
Esta ley es válida para dispositivos con electrodos planos,
cuya representación gráfica se muestra en la figura 6.
Obsérvese que la publicación de los trabajos de Child y
Langmuir es contemporánea a la publicación del trabajo de De
Forest.
Corriente de Placa [mA]
60
Temperatura
Fig. 5. Representación gráfica de la ley de Richardson [10].
El segundo fenómeno de emisión que aparece en el mundo
de la física, es el efecto fotoeléctrico, observado por primera
vez en 1887 por el físico alemán H. R. Hertz (1857-1894). En
un experimento con ondas electromagnéticas , Hertz observó
que cuando una superficie metálica es excitada con luz de gran
intensidad, algunas “cargas eléctricas o portadores o iones” (el
electrón todavía no había sido descubierto) recibían energía
suficiente como para escapar de la superficie metálica y crear
una corriente eléctrica. Este fenómeno de difícil comprensión
a la época, fue explicado en 1905 por A. Eisntein (1879-1955)
utilizando conceptos de mecánica cuántica (introducidos en
1900 por M. Planck4 (1858-1947)) [11]. En la famosa
ecuación del efecto fotoeléctrico:
hv = W MAX + hv 0
el término hv 0 recibe el nombre de función de trabajo de la
superficie; físicamente equivale a la energía que necesita el
electrón para alcanzar la superficie metálica y escapar de ella.
Esta teoría explica además la emisión termoiónica, en la cual
la energía de los electrones es obtenida por agitación térmica
de las partículas que conforman el metal, debido a su alta
temperatura. Diferentes experimentos confirmaron que la
energía mínima necesaria para el “escape” coincidía con la
función de trabajo fotoeléctrico, para una misma superficie.
Por lo tanto a esta altura de los acontecimientos ya se
tenían los instrumentos para la explicación física de la emisión
termoiónica de electrones y además se conocían las
características de estos (1883-1905).
Tensión
de filamento: 6,3 V
50
40
30
20
Tensión
de filamento: 2 V
10
0
0
5
10
15
20
Tensión de Placa [V]
Fig. 6. Característica de salida del diodo.
La dependencia de la perveancia con la temperatura genera
la saturación, efecto que aparece principalmente cuando el
filamento es polarizado con baja tensión (ver fig. 6)
Para electrodos cilíndricos la ley es similar, siendo
propuesta en 1923 [18]. La ley de Child-Langmuir es valida
también para el triodo, pero la corriente es además función de
la tensión de grilla:
i P = G (v PK + μ v GK )
3
2
con μ > 0 y vGK ≤ 0 .
De todo lo anterior se deduce que para tener una
comprensión “relativamente completa” del fenómeno de
emisión termoiónica, aplicado a las válvulas de vacío,
debieron pasar 40 años (1883-1923) y además tal aporte es
debido en buena parte a los estudiosos de la física. A decir
verdad algunas cuestiones siguieron siendo incógnitas hasta
los años 30, prácticamente hasta el final de la vida de Edison.
VI. DESARROLLOS IMPORTANTES
En la presente sección se realiza una breve reseña de
algunos de los tipos de tubos termoionicos desarrollados a
3
Por la realización de estos trabajos, Richardson recibió el Premio Nobel de
física en 1928.
4
Por estos trabajos Planck y Einstein recibieron el Premio Nobel de física en
1918 y 1921, respectivamente.
5
Wiedemann y Ebert en [10], proponen una ley similar denominada ley de
Schottky-Langmuir (p.502).
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partir del triodo. La misma está muy lejos de ser completa,
pero pretende mencionar aquellos dispositivos más
significativos, según sus características aplicativas. En las
figuras 7 y 8 se muestran algunos tipos de tubos termoiónicos
entre los tantos existentes.
Fig. 7. Imagen de algunos tipos de tubos de vacío [3].
Fig. 8. Diferentes tipos de tubos de vacío de construcción moderna.
Tetrodo (1919). El triodo o Audion de De Forest es solo el
primer paso en el desarrollo de la electrónica ya que lejos
estaba de ser el único dispositivo de vacío que surgiría. El
mismo era capaz de amplificar corriente, pero con limitaciones
sobre todo en altas frecuencias dada su gran capacidad
interelectródica (ánodo-grilla, grilla-cátodo y ánodo-cátodo).
Tales capacidades disminuyen la impedancia de entrada del
tubo y la ganancia, al aumentar la frecuencia de trabajo [3],
[14], [19].
Durante la primera guerra mundial, el físico suizo-alemán
W. H. Schottky (1886-1976) de la empresa Siemens (autor del
trabajo que explica el efecto que usan los diodos schottky para
su funcionamiento),
resuelve el problema explicado en
precedencia, agregando una segunda grilla entre la de control
y el ánodo o placa, llamada grilla pantalla [20]. De este modo
la capacidad entre grilla de control y placa es menor dado que
resulta ser la capacidad equivalente de dos capacitores en
serie. La grilla pantalla es polarizada a un potencial positivo
inferior al potencial de placa. A este nuevo tubo de vacío se lo
llamó “tetrodo”.
La grilla pantalla trae aparejado un nuevo problema
relacionado con la emisión secundaria. Cuando un tubo de
vacío conduce normalmente, los electrones “chocan” con la
placa a gran velocidad produciendo el desprendimiento de
otros electrones, los cuales generan la llamada “emisión
secundaria”. Tal emisión es mayor cuándo mayor es el
potencial de placa [14]. Estos electrones son atrapados por la
grilla pantalla (polarizada positivamente) aumentando la
corriente de la misma pero disminuyendo la corriente de placa
y provocando una característica de salida del tubo como la
mostrada en la figura 9.
Pentodo (1926) Para lograr un funcionamiento correcto del
tetrodo es necesario polarizar la placa con potenciales
relativamente altos, debido al efecto de la emisión secundaria.
La solución al problema que presenta el tetrodo, se logró
agregando una tercera grilla entre la placa y la grilla pantalla,
llamada “grilla supresora”. A este tubo de vacío se lo llamó
“pentodo”. Dicho dispositivo fue inventado y patentado en
1926 por el ingeniero holandés B. D. H. Tellegen (1900-1990)
de la empresa Philips [21], autor del conocido teorema de
redes [1], [2].
La grilla supresora se polariza generalmente al mismo
potencial del cátodo, por lo tanto es muy negativa respecto a la
placa. Con esto se logra que cualquier electrón en la zona
entre grilla supresora y placa sea repelido nuevamente hacia la
placa, eliminando el efecto de la emisión secundaria presente
en el tetrodo. La característica de salida del pentodo es como
la mostrada en la figura 10. Además resulta un dispositivo con
ganancia muy superior a la de un triodo [3], [14].
Con la aparición del pentodo, el tetrodo prácticamente cae
en desuso, surgiendo una amplia gama de pentodos para las
más variadas aplicaciones ya sea en tensiones, corrientes,
frecuencias y potencias.
El pentodo es el dispositivo que le permitió a la electrónica
termoiónica llegar a su plena madurez, ya que conjuntamente
al triodo cubrieron la casi totalidad de las aplicaciones
clásicas.
Válvulas gaseosa (1920). Los dispositivos considerados hasta
el momento son todos “tubos de vacío”, pero no son los
únicos; se crearon además los tubos gaseosos de cátodo
caliente, los cuales contenían un gas como por ejemplo vapor
de mercurio en equilibrio o argón [14], [22]. A esta clase
pertenecen los diodos gaseosos que poseen una característica
de salida de “conducción abrupta”, es decir a partir de una
cierta tensión de placa, la corriente crece abruptamente. Por
debajo de esta tensión, la corriente es de valor muy bajo o
nulo.
Entre los distintos modelos de tubos gaseosos existen
aquellos con grilla de control, llamados thyratrones. En estos,
la grilla controla el instante de la entrada en conducción del
dispositivo, aplicando a la misma una tensión de polarización
oportuna. Una vez que la válvula entra en conducción, la
tensión de grilla no tiene efecto sobre la corriente de placa.
Estas válvulas se usaban principalmente en aplicaciones
industriales, donde se requería realizar una rectificación
controlada, etc. Los símbolos de estos tubos son iguales a los
símbolos del diodo y triodo, con el agregado de un punto en su
interior.
Los estudios sobre el thyratron fueron comenzados en
1914 por los americanos I. Langmuir (1881-1957) y S.
Meikle, ambos pertenecientes a la empresa GE. La fecha de
invención del mismo es atribuida al año 1920. El primer
dispositivo comercial aparece en 1928 [20].
Magnetrón (1920). El magnetrón es una válvula de vacío en la
cual el flujo electrónico del cátodo está afectado por un campo
magnético. El magnetrón de ánodo dividido, está compuesto
FLORIANI : ON THE HISTORY OF ELECTRONICS TO A
247
Salida
15
Señal
Corriente de Placa [mA]
Grilla
Pantalla
Grilla
Control
+B
Vg=-1V
10
Vg=-3V
Vg=-5V
5
0
0
25
50
75
100
125
150
175
200
Tensión de Placa [V]
Fig. 9. Polarización de un tetrodo y característica de salida.
Vg = -1 V
Salida
15
Corriente de Placa [mA]
Grilla
Supresora
Señal
+B
Vg = -3 V
Vg = -5 V
10
5
0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Tensión de Placa [V]
Fig. 10. Polarización de un pentodo y característica de salida.
Trayectoria
de los
electrónes
Ánodos
Cátodo
Fig. 11. Trayectoria de los electrones en un magnetrón de ánodo dividido [14].
por un cátodo o filamento, dos placas semicilíndricas y un
campo magnético transversal al plano de la trayectoria de los
electrones [14]. Dicho campo magnético es generado por un
imán permanente. Cuando las placas son positivas, los
electrones atraídos por estas siguen trayectorias curvas. Si las
placas son muy positivas la curvatura de estas trayectorias es
pequeña, pero a tensiones más bajas aumenta hasta que
alcanzado un potencial crítico, con el cual los electrones
siguen una trayectoria curva cerrada (cardioide) retornando al
cátodo. Tal efecto se muestra en la figura 11.
El magnetrón de ánodo dividido dejó de usarse debido a su
relativamente baja potencia. En 1940, J. Randall y H. Boot de
la Universidad de Birmingham, desarrollaron el magnetrón de
cavidad [20], el cual genera potencias mayores y tiene
especial aplicación en radar. Tal magnetrón posee un cierto
número de cavidades semicirculares en lugar del ánodo
dividido, las cuales se comportan como resonadores de
cavidad generando impulsos de radiofrecuencia de gran
energía. La precisión en frecuencia de esta válvula es baja.
Posee una serie de grillas entre las cuales se destacan las
denominadas “buncher” y “catcher” [3], que se comportan
como resonadores de cavidad [19], [23]-[25]. Dicho tubo
puede trabajar además como amplificador. En la figura 12, se
muestra el símbolo del klystron con la denominación de los
correspondientes electrodos.
La invención del klystron es atribuida a los autores de la
referencia [23], de la Universidad de Stanford en 1937 [20].
Klystron (1937). En aplicaciones que utilizan muy altas
frecuencias (gigahertz), alta potencia y cuando el magnetrón
resulta poco preciso, se usa el klystron. Este dispositivo si bien
utiliza la emisión termoiónica, su funcionamiento difiere
substancialmente respecto de los tubos de vacío tradicionales.
VII. LAS VÁLVULAS EN LA ACTUALIDAD
Fig. 12. Símbolo y electrodos del Klystron [3].
En la actualidad las válvulas termoiónicas quedaron
relegadas a aplicaciones muy específicas, donde los
semiconductores no satisfacen las expectativas de los
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expertos, como por ejemplo en equipos de audio de altísima
calidad y derivados.
Otra aplicación en la cual se utilizan actualmente dichos
dispositivos, es en estaciones transmisoras de grandes
potencias como por ejemplo radio, televisión, etc. Las válvulas
utilizadas en tales aplicaciones pueden desarrollar potencias
del orden de las centenas de kilowats [26].
Quizás la aplicación actual más conocida de las válvulas
sea en los modernos hornos a microondas en los cuales se
utiliza el magnetrón, como oscilador de potencia.
Contrariamente a cuanto se pudiera pensar, actualmente la
electrónica termoiónica sigue teniendo un espacio en el campo
de la investigación.
VIII. CONCLUSIONES
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
De hecho es posible afirmar que si bien el nacimiento de la
electrónica se debe fundamentalmente a las contribuciones de
Edison, Fleming y De Forest, es este último el verdadero
inventor de la misma, dado que su Audion fue el primer
dispositivo que logró controlar corriente y amplificar,
principios básicos y esenciales de la electrónica. El diodo de
Fleming es considerado el primer tubo de vacío. Del TRC de
Braun se puede decir que en el pasado le permitió a Thomson
la realización de los trabajos sobre el electrón y en el presente
forma parte de la base tecnológica de la televisión y la
computación, entre otras aplicaciones.
Cumpliéndose este año el primer centenario de la
invención de la electrónica, poco queda para agregar respecto
a su importancia en el desarrollo de la vida moderna. Más bien
surgen preguntas, como por ejemplo: cómo sería la vida
actual sin la electrónica? Después de la pregunta precedente
surge la siguiente: cuál fue el invento más importante del siglo
XX? y si la duda continúa, surge una nueva pregunta: el
hombre moderno habría logrado el actual desarrollo
científico y tecnológico sin la “ayuda” de la electrónica? El
autor desea expresar que según su criterio, el invento ha
considerar es la electrónica en su conjunto, y no el triodo (o
algún otro dispositivo) en forma individual.
REFERENCIAS
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
B. D. H. Tellegen, A General Network Theorem with Applications,
Philips Research Reports, 7, pp.259-269, 1952.
M. E. Van Valkenburhg, Analisis de redes, Mexico: Editorial Limusa,
1989.
Basic Electronics, Vol.1-5, New York: Van Valkenburhg, Nooger and
Neville, Inc., 1955 (8° Ed. Argentina, Bs. As.: S. A. Editorial Bell,
1973).
F. A. Jones, The Life Story of Thomas Alva Edison, New York: Grosset
& Dunlap Publishers, 1935.
P. Delogne, Lee de Forest the Inventor of Electronics: A tribute to be
Paid, Proceedings of the IEEE, vol. 86, N° 9, pp. 1878-1880, Sep.
1998.
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
http://www.sparkmuseum.com
J.A. Fleming, The Thermionic Valve and it's Developments in
Radiotelegraphy and Telephony, The Wireless Press LTD, 1919.
L. De Forest, The Audion—Detector and Amplifier, Proceedings of the
IRE, vol. 12, pp. 15-36, March 1914 (Reimpreso en: Proceedings of the
IEEE, Vol. 86, N° 9, pp. 1881-1888, September 1998).
J. A. Babor, J. Ibarz, Química general moderna, 7° Ed., Barcelona: Ed.
Marín, 1964
E. Wiedemann, H. Ebert, Prácticas de Física, Barcelona: Gustavo Gili,
1932.
A. Beiser, Conceptos de Física Moderna, 2° Ed., México: McGrawHill, 1977.
D. C. Child, Discharge from Hot CaO, Phys. Rev., vol. 32, p. 492,
May, 1911.
I. Langmuir, The effect of space Charge and Residual Gas on
Thermionic Currents in High Vacuum, Phys. Rev., Ser. 2, vol. 2, p.450,
December, 1913.
F. E. Terman, Radio Engineer’s Handbook, New York: McGraw-Hill,
1943.
D. I. Schilling, C. Belove, Electronics Circuits: Discrete and
Integrated, New York: McGraw-Hill, 1968.
H. C. Corben, P. Stehle, Classical Machanics, New York: Dover
Publications, Inc., 1994.
H. T. Davis, Introduction to nonlinear Differential and Integral
Equations, New York: Dover Publications, Inc., 1962.
I. Langmuir, K. B. Blodgett, Current Limited by Space Charge between
Coaxial Cylinders, Phys. Rev., Ser. 2, Vol. 22, p.347-356, October
1923.
V. Zeluff, J. Markus, Electronics Manual for Radio Engineers, New
York: McGraw-Hill, 1949.
http://en.wikipedia.org
http://www.ieee.org
A. W. Hull, Gas Filled Thermionic Tubes, Trans. A.I.E.E., vol. 47,
p.753, 1928.
R. H. Varian, S. F. Varian, A High-Frequency Oscillator and
Amplifier, Jour. Appl. Phys. Vol. 10, N° 5, pp.821-827, May 1939.
D. L. Webster, Cathode Ray Bunching, Jour. Appl. Phys. vol. 10, N° 7,
pp.501-508, July 1939.
D. L. Webster, The Theory of Klyistron, Jour. Appl. Phys. vol. 10, N°
12, pp.864-872, Dec. 1939.
http://www.cpii.com/eimac/
Juan Carlos A. Floriani (M’98) Nació en Santa Fe,
Argentina; es Ingeniero en Electrónica por la
Universidad Tecnológica Nacional (UTN), Facultad
Regional Córdoba, Argentina, en 1985; Doctor en
Ingeniería Electrónica por el Politécnico de Milán,
Italia, en 1997. Se desempeñó como asistente (JTP) en
la asignatura Electrónica de Potencia en la UTN de
Córdoba, Argentina, desde el 1986 al 1989. Desde el
1999 al 2003 se desempeñó como profesor titular
contratado, en la Universidad Nacional del Litoral,
Santa Fe, Argentina, en las asignaturas de electrónica
pertenecientes a la carrera de Ingeniería Informática. Desde 1989 al 1990 se
desempeñó como ingeniero de diseño en el campo de los Convertidores de
Potencia por Conmutación, en la empresa Selcom Elettronica de Bolonia,
Italia. Desde el 1990 al 1996, se desempeñó como Ingeniero de diseño en el
campo de los Accionamientos para Motores Eléctricos (Drives), en la empresa
Vickers Electric de Milán y Génova, Italia (actualmente es un establecimiento
perteneciente al grupo Moog).
Su campo de investigación está relacionado con la electrónica de
potencia, los accionamientos para motores eléctricos y el control aplicado.
Además es autor de un libro sobre fuentes conmutadas (SMPS).