Elektronrör

Elektronrör (eller vakuumrör eller bara rör - eller ibland Radiorör), på engelska "vacuum tube", "tube" eller ibland "valve".

Detta är ett lufttomt glasrör där det sitter elektroder. Röret är i de flesta fall numera ersatt av transistorn och andra komponenter, men i vissa fall lever det kvar där det inte går att ersätta, alternativt när rörtekniken ger önskvärda egenskaper som man inte får med annan teknik.

Uppbyggnad

Flertalet rör består av en katod som hettas upp. Då avger katoden elektroner, i olika stor mängd beroende på vilka ämnen den är uppbyggd av och beroende på temperaturen.

Det finns två typer av katoder;

• Direktupphettad, som fungerar som en glödtråd (ungefär som i en lampa) där den hettas upp när en ström leds genom den. Wolfram brukar användas till dessa eftersom det har goda mekaniska egenskaper även vid höga temperaturer. Ofta är den belagd med Torium för att öka förmågan att avge elektroner. Arbetstemperaturen är run 2000 °C
• Indirekt upphettad, som har en separat glödtråd som i sin tur hettar upp katoden. Katoden är då belagd med ett lager av Strontium och Barium för att förmågan att avge elektroner ska bli större. Arbetstemperaturen för dessa rör är ca 600-1000 °C.

I moderna konstruktioner är modellen med separat glödtråd vanligast, eftersom den har fördelar gentemot den direktupphettade. Glödtråden kan vara elektriskt isolerad från katoden, vilket gör kretskostruktionen enklare, bl a genom att alla glödtrådar kan kopplas ihop och drivas av en egen spänningsmatning. Förutom det, så är den indirekt upphettade versionen mer mekaniskt stabil. Nackdelen är främst att det blir högre effektförbrukning för uppvärmningen.

Elektronröret består som regel av ett lufttomt glasrör (andra material, som keramik och metall förekommer, men är ovanliga), där man placerar en katod och en eller flera andra elektroder.

Diod

Den enklaste varianten är dioden. Den innehåller en katod och en anod (och som sagt, oftast en separat glödtråd). Anoden har ofta formen av en cylinder av järn- eller nickelplåt som omger katoden.

När katoden hettas upp, så börjar den avge elektroner i ett "moln" omkring sig. Ansluter man en spänningskälla till anoden, så att den blir positiv i förhållande till katoden, så kommer elektronerna att dras mot anoden - och en ström går alltså genom röret.

Dioden är inte linjär, utan dess elektriska resistans minskar med ökande spänning. Därför anges diodens egenskaper oftast i diagram, snarare än med fasta värden. Om strömmen genom röret blir tillräckligt hög, så kommer katodens förmåga att släppa ifrån sig elektroner, inte att räcka till, utan strömmen stannar då på ett ganska konstant värde och man säger att röret blir "mättat".

Om anoden ges en negativ potential i stället för positiv, så kommer den inte att fånga upp elektroner - och ingen ström går genom röret. Dioden leder alltså bara ström i en riktning och kan fungera som likriktare.

Triod

Trioden är ett rör med 3 elektroder; en katod, en anod och ett styrgaller (och förstås glödtråden). Styrgallret sitter mellan katoden och anoden, för att man ska kunna styra hur mycket ström som ska kommer igenom till anoden. Om gallret görs positivt, så kommer det att fånga upp elektroner och man får en gallerström (på samma sätt som man får en ström från katod till anod i dioden). Om gallret ges en negativ potential, så stöter det bort elektroner och det blir ingen gallerström, men eftersom gallret sitter mellan katod och anod, så kan man genom att variera gallerspänningen, påverka hur mycket ström som ska tillåtas gå igenom röret.

Eftersom styrgallret sitter närmare katoden än anoden, så kommer en förändring av gallerspänningen att påverka anodströmmen mer än samma förändring av anodspänningen. Detta är föregångaren till transistorn och man talar om en förstärkningsfaktor. Dessa egenskaper är, i likhet med dioden, inte heller linjära, uten brukar beskrivas med en grafisk kurva. Om gallerspänningen görs tillräckligt mycket negativ gentemot anodens spänning, så blir det ingen anodström (eftersom alla elektroner som kommer ut från katoden ju då dras till styrgallet i stället) - och man brukar säga att röret är "strypt".

Fler typer

Rören namnges efter hur många elektroder de har. Dioden har två, medan Trioden har tre. Det finns också Tetroder (4), Pentoder (5), Hexoder (6), Heptoder (7), Oktoder (8) och Nonoder (9). Ibland konstrueras rör med flera sådana system i samma rör, så att det blir t ex en dubbeltriod (2 trioder).

Katodstråleröret (CRT = Cathode Ray Tube), som länge har använts i TV-apparater, datorskärmar, oscilloskop och radardisplayer är också ett rör, men blir allt mer ovanligt, så vi går inte närmare in på det.

I praktisk användning

I vissa ljudsammanhang (i t ex vissa gitarrförstärkare, micpreamps, kompressorer etc) använder man gärna rör i stället för transistorer och IC, eftersom de kan ge en färgning av ljudet, som många uppfattar som trevlig eftersom man oftast uppfattar ett större innehåll av harmonisk distorsion med jämna övertoner som "bättre". Den snyggare färgningen kommer som regel tydligt först när röret är nära att bli mättat, så om man är noga med konstruktionen och har den ambitionen, så kan en rörförstärkare också göras i princip lika transparent som en transistorförstärkare.

Vanligast är dock att man använder rör för att man vill färga ljudet.