Benediktus Fajar Komala13299131

Tabung Vakum

Sejarah Tahun 1904 ilmuwan Inggris John Ambrose Fleming menemukan piranti untuk

mengkonversi sinyal arus pilihan ke arus langsung. Dioda Fleming berdasarkan pada efek yang ditemukan oleh Thomas Edison tahun 1880 dan tidak menghasilkan sesuatu yang berguna saat itu. Dioda ini terdiri dari lampu pijar dengan elektroda extra di dalamnya. Jika elektroda atau plate/anoda lebih positif daripada filamen yang panas, arus mengalir melalui vakum. Bila lebih dingin arus ini haya mengalir dari filamen ke elektroda. Maka arus AC dapat diubah menjadi DC pada power supplay.

Banyak penemu berusaha mengmbangkan dioda Fleming. Satu-satunya yang berhasil adalah penemu New York, Lee de Forest. Tahun 1907 ia mematenkan tabung dengan konsep yang sama, kecuali untuk penambahan elektroda grid. “Grid” ini dihubungkan di antara plate dan filamen. De Forest menemukan bahwa jka sinyal diterapkan pada grid dari filamen, ia mendapatkan detektor sinyal yang lebih sensitif. Audion adalah amplifier elktronik pertaman yang berhasil.

Antara 1907 dan 1980 banyak tube dikembangkan, sebagian dari penemuan Forest. Kebanyakan dikambangkan tahun 1950-an atau 1960-an. Salah satu pengecualian adalah trioda 300B yang diperkenalakan Western Elektric tahun 1935. Bermacam-macam tube dikembangkan untuk radio, televisi, RF power, radar, computer, dan aplikasi spesial. Sebagian besar tabung ini telah digantikan oleh semikonduktor.

Struktur Tabung ModernSemua tabung vakum modern berdasar pada konsep Audion. Dengan mendisain

katoda, grid, dan plat dengan baik, tegangan AC yang lemah dapat diubah menjadi tegangan AC yanb besar. Untuk membuat tabung yang baik, harus dibuat vakum tidak lebih dari 1 microTorr. Membuat tabung yang vakum secara sempurna memakan waktu yang lama, maka tabung modern ditoleransi tingkat kevakumannya menurut aplikasinya.Bagian-bagian tabung:

A. Katoda, ada dua macam:1. Filamen Thorium

Mirip lampu pijar kecuali ada penambahan logam thorium. Ketika filamen dipanasi sekitar 2400o Celcius, thorium bergerak keluar permukaan dan memancarkan elektron. Hampir semua tabung power besar yang digunakan dalam pemancar radio menggunakan filamen thorium dan juga dalam hi-fi amplifier. Filamen Thorium berumur sangat panjang dan tahan terhadap tegangan tinggi.

2. Filamen berlapis oksidaDapat berupa filamen yang dilapisi campuran oksida barium dan stronsium atau berupa pemanas katoda tidak langsung seperti tabung nikel. Katoda ini tidak sepanas filemen thorium sekitar 1000o Celcius. Oksida ini juga lebih baik dalam menghasilkan elektron. Selain itu juga membutuhkan tabung yang lebih kecil. Katoda ini dapat rusk oleh tegangan tinggi dan hancur oleh ion oksigen yang

bocor dalam tabung. Oleh karena itu jarang digunakan dalam tabung power yang benar-benar besar.Umur katoda tergantung pada temperatur katoda, derajat kevakuman dalam tabung, dan kemurnian bahan.

B. Plat (Anoda)Plat adalah elektroda tempat terlihatnya sinyal keluaran. Karena plat menangkap elektron, maka menjadi panas, terutama pada tabung power. Maka plat didisain khusus untuk mendinginkan diri. Baikmelalui radiasi panas maupun menggunakan udara atau ciran pendingin yang dimasukkan. Sebagian tabung terbuat dari grafit karena toleransinya terhadap temperatur tinggi dan karena grafit memancarkan elektron sekunder yang sangat rendah, yang dapat membuat kisi tabung sangat panas.

C. Kisi PengontrolGrid pengontrol adalah sebuah kawat pipih terlilit di sekiter dua pos metal lunak. Pada tabung kecil bahannya biasanya emas atau tembaga. Sedang pada tabung power yang besar tergbuat dari tungsten atau kawat molybdenum. Beberapa tabung power menggunakan grafit berbentuk keranjang sebagai kisi. Dalam tabung amplifier modern harus dihindari emisi sekunder yang disebabkan oleh elektron yang menabrak permukaan logam hyang halus. Bila banyak elektron keluar dari kisi, arus akan tidak terkendali dan menghancurkan tabung. Maka kisi harus terbuat dari bahan yang sulit memancarkan elektron sekunder, seperti emas. Tabung dengan hanya satu kisi dinamakan trioda.

D. Screen Grid – tetrodaDitempatkan di antara kisi pengontrol dan plat. Screen grid membantu penampilan atau mengisolasikisi pengontrol dari plat. Ini perlu untuk mengurangi efek Miller yang menambah kapasitas antara kisi dan plat. Screen grid dapat menyababkan pemanasan oleh karena itu dilapisi oleh grafit untuk mengurangi emisi sekunder dan mendinginkan screen grid.

E. PentodaKisi ketiga ini dinamakan kisi penahan dan diletakkan di antara plat dan kisi layar. Kisi ini berfungsi mengumpulkan emisi elektron sekunder yang menyimpang dan menghilangkan kekusustan tetroda. Biasanya bertegangan sama dengan katoda. Tetroda dan pentoda cenderung mempunyai distorsi yang lebih tinggi daripada trioda, kecuali menggunakan rangkaian khusus.

F. Tetroda Audio BeamMenggunakan sepasang plat bersinar untuk mendesak elektron ke pita tipis pada sisi lain katoda. Tidak seperti tetroda keramik, kisi pada jarak kritis dari katoda memproduksi efek katoda virtual. Semua ini ditambahkan untuk efisiensi yang lebih besar dan distorsi yang lebih rendah daripada tetroda atau pentoda biasa.

G. Pemanas di dalam katodaKatoda yang terlapisi oksida tidak dapat memanaskan dirinya sendiri untuk menghasilkan pancaran elektron. Maka kawat pemanas filamen disisipkan dalam katoda. Pemanas harus dilapisi isolasi elektrik contohnya bubuk oksida aluminium agar tidak terbakar pada temperatur tinggi.

H. Getter

Getter berfungsi memindahkan gas yang masuk dalam tabung vakum. Getter berupa cawan kecil atu tempat berisi sedikit logam yang bereaksi dengan oksigen dan dengan kuat menyerapnya, contohnya barium murni. Ketika gas dalam tabung dipompa keluar dan disegel, langkah terakhir pada proses adalah membakar getter sehingga menghasilkan cahaya getter.

Kegunaan Tabung VakumA. Aplikasi RF bertegangan tinggi

Banyak stasiun radio terus menggunakan tabung power besar, terutama untuk di atas 10.000 Watt dan frekuensi di atas 50 Hz. Stasiun TV UHF bertegangan tinggi dan siaran radio FM menggunakan tabung sebagai power dengan alasan biaya dan efisiensi. Untuk frekuensi rendah, transistor yang digunakan. Hampir semua satelit kkomunikasi komersial menggunakan tabung gelombang berjalan untuk power amplifier.

B. Amplifier GitarKurang lebih 80 % amplifier gitar yang dijual di pasaran terdiri dari tabung semua atau model campuran tabung dengan transistor. Amplifier dan speaker menjadi bagian dari instrumen musik. Distorsi yang khas, pengaturan karakter speaker, dengan perubahan keluaran untuk memenuhi muatan speaker adalah unik dan sulit disimulasi oleh piranti solid-state (transistor).

C. Audio ProfesionalStudio perekaman kadang dipengaruhi oleh kebiasaan tabung amplifier gitar dalam menangani musik. Juga pendingin mikrofon klasik, mikrofon pre amplifier, pembatas, penyelaras,dan piranti lain menjadi berharga dalam menghasilkan efek suara khusus. Hasilnya telah berkembang pesat dalam pemasaran dan penjualan pemroses audio yang menggunakan tabung untuk keperluan perekaman.

D. Audio MutakhirPada awal 1970-an penjalan peraltan tabung hi0fi telah dapat dideteksi oleh konsumen elektronik yang berkembang pesat. Tahun 1985, penjualan komponen audio mutakhir berkembang pesat dan bersamaan dengan itu penjualan tabung vakum untuk perlengkapan audio untuk penggunaan rumah tangga juga berkembang pesat. Penggunaan tabung pada saat ini sangat kontroversial dalam lingkup teknik, namun permintaan tabung hi-fi untuk peralatan bertambah terus.