Cuando hablamos de “válvulas” electrónicas, generalmente nos referimos a tubos de vacío, no a dispositivos semiconductores. Los dispositivos de tubo de vacío precedieron a los dispositivos semiconductores por muchos años y fueron una consecuencia de las primeras bombillas incandescentes.
Se descubrió que si se colocaba una placa de metal cerca del filamento encendido de una bombilla incandescente y se aplicaba un voltaje positivo a la placa con respecto al filamento, los electrones fluirían del filamento calentado a la placa, pero cuando la placa estaba en un voltaje negativo con respecto al filamento, no fluiría corriente. Esta es una acción de “diodo”, que pasa corriente en una dirección y no en la otra, y fue útil tanto para la rectificación del voltaje de CA en voltaje de CC como para la detección de la señal de radio AM. El tubo de vacío 6H6 es un ejemplo de un diodo utilizado para la detección, mientras que un tubo de vacío tipo 80 es un ejemplo de un diodo utilizado para la rectificación en una fuente de alimentación.
Tenga en cuenta que en los tubos de vacío, el flujo de corriente son electrones y fluyen desde el filamento o el cátodo hasta la placa. Este es el reverso del “flujo de corriente convencional” donde imaginamos la corriente que fluye de la placa al filamento o al cátodo. Esto puede causar confusión ya que estamos tan acostumbrados a pensar en términos de “flujo de corriente convencional” que, por supuesto, está en la dirección inversa del flujo real de electrones. Oh bueno, debemos vivir con eso.
Una variación del filamento iluminado es un tubo de metal, colocado alrededor del filamento pero no conectado al mismo, dispuesto para que el filamento pueda calentarlo. El filamento se llamó entonces “calentador” y calentó el “cátodo” de metal para que se lograra la acción del diodo entre el cátodo y la placa.
El diodo semiconductor tiene el mismo comportamiento básico que el diodo del tubo de vacío, excepto que no se requiere calentamiento, con un ahorro significativo en la energía del sistema.
Se descubrió además que si se colocaba una rejilla de cables entre el filamento o el cátodo y la placa, ese voltaje aplicado a este electrodo de “rejilla” podría controlar la cantidad de corriente que fluía del cátodo a la placa. Un voltaje negativo aplicado a la red con respecto al filamento o al cátodo redujo el flujo de corriente de la placa y un voltaje negativo suficientemente grande podría “cortar” el flujo de corriente, mientras que un voltaje positivo podría mejorar el flujo de corriente. Esto se convirtió en la base para la amplificación de la señal, ya que un pequeño cambio en el voltaje de la red podría hacer un cambio significativo en la corriente de la placa. Esta disposición de electrodos, el filamento o el cátodo, la rejilla y la placa, que son tres elementos activos, se denominó “triodo” y muchas variaciones del tamaño y el espaciamiento de los elementos llevaron a muchas variaciones en los tubos amplificadores de tubos de vacío, optimizando ganancia de voltaje, manejo de potencia o características de alta frecuencia.
El triodo de tubo de vacío tipo 01A es un ejemplo de un triodo de tipo filamento muy temprano, mientras que un tipo 76 es un ejemplo de un tubo de vacío de tipo calentador / cátodo temprano. El tubo de vacío 6L6 es un ejemplo de un dispositivo optimizado para el manejo de potencia, excepto que incluye dos rejillas adicionales, que tienen una rejilla de “control”, una rejilla de “pantalla” y una rejilla de “supresor” para mejorar el rendimiento. Este tubo se usa comúnmente en amplificadores de guitarra basados en tubos de vacío incluso hoy en día.
Para la industria de radiodifusión, se construyeron algunos triodos que incluían una camisa de agua alrededor del electrodo de placa a través del cual fluía agua de enfriamiento (agua destilada para que no condujera electricidad) para enfriar la placa del tubo.
Tenga en cuenta que el FET de canal N se comporta como un amplificador de tubo de vacío de muchas maneras, con el “drenaje” actuando como la placa, la “fuente” actuando como el cátodo y la “compuerta” actuando como la rejilla de control.
Los tubos de vacío han sido reemplazados por dispositivos semiconductores que no requieren calentamiento (y por lo tanto requieren menos enfriamiento) y pueden tener electrodos dimensionados y espaciados para permitir la operación a altas frecuencias de gigahercios.
En cuanto a convertir un diodo de tubo de vacío en un triodo de tubo de vacío o al revés, bueno, la acción del diodo se puede lograr con un triodo de vacío conectando la rejilla a la placa. No es práctico convertir un diodo de vacío en un triodo de vacío a menos que tenga acceso a herramientas finas para trabajar el metal, herramientas para trabajar el vidrio y una bomba de vacío.