Легендарний вакуумний тріод 1920-х - ТМ. Історія, конструкція, характеристики

Електровакуумні прилади (ЕВП) цікаві самі по собі — це підтверджує і нинішня мода на «ламповий звук» і радіо, хоча, здавалося б, за часів нейромереж та приватних космічних польотів тендітні та ненажерливі скляні прилади, за винятком кількох специфічних застосувань, давно. У тліючих помаранчевих напруженнях, проте, шукають і знаходять і ностальгію, і тепло, і душевність. Окрема сфера буття — ЕПП як аматорська технічна творчість. Справді, технологія виготовлення, наприклад, нескладного вакуумного тріода порівняно легко відтворюється в кустарних і навіть домашніх умовах, і історично перші промислові радіолампи можуть тут дати багато корисних відомостей через простий свій пристрій і в цілому невисокий тодішній розвиток галузі.

1. Чим же цікавий і що являв собою тріод ТМ?

Тріод ТМ ( фр. Telegraphie  Militaire ) народився на початку Першої світової війни і після кількох ітерацій виявився більш ніж вдалим для того непростого часу — нескладний і технологічний у виробництві, «жорсткий» (висококуумний), з не блискучими, але стабільними параметрами, що не вимагають радіаційної стійкості. служби, наприклад, до транспортної тряски.

Універсальна лампа виявилася настільки вдалою і на часі, що випускалася величезним тиражем у Франції та інших країнах Антанти у вигляді копій та варіантів у 1915…1935 роках, а деякі напівчагарні виробництва роблять їх мало не до сьогодні. В одній лише Франції у воєнний час таких тріодів виготовили понад мільйон штук. Тріод вийшов краще за американських та англійських колег; крім прямих аналогів, на його образ і подобу було створено безліч приймально-підсилювальних ламп.  

Тріод прямонакальний, з ниткою із простого рівного вольфрамового дроту, електродна система закріплена тільки на сформованих висновках гребінцевої ніжки. Прилад забезпечений чотириштирьковим цоколем для швидкої та легкої заміни.

Замінювати лампи, що вкручуються, з проводами було незручно, а з сильно нагрітою і недовговічною вольфрамовою ниткою напруження робити це доводилося часто. Примітна деталь приладу (Фото 1.3.) - Відросток на колбі, наповнений азбестом - згадаємо схожі лампи Н. Д. Папалексі. Пористий і волокнистий азбест сприяв підтримці робочого тиску газу в лампі, на холоді його доводилося підігрівати невеликим вогнем — радисти часто робили це запаленою сірником або сигаретою. Існували варіанти підігріву такого відростка спеціальним електричним нагрівачем, що насаджується, що підключається до батареї через реостат. У будь-якому випадку управління радіоустановкою було схоже на мистецтво, а виготовлення газонаповнених ламп досить складним, і незважаючи на велике посилення від них відмовилися на користь ламп «жорстких», з високим вакуумом — посиленням нижчим, але стабільними параметрами, що не вимагають жодних регулювань.

Незвичайна для ранніх приймально-підсилювальних ламп форма колби також успадкована від освітлювальних ламп (накалювання). Часто вони робилися на тому самому устаткуванні, наприклад, наш тріод ТМ виготовлявся на мобілізованих для потреб військових потужностях французького заводу ламп розжарювання Grammont. Їхня торгова марка називалася Fotos, а сам тріод Fotos TM. Коли попит на лампи перевищив виробничі можливості, їх почали випускати і на фабриці Compagnie Generale des Lamps, торгова марка якої була Metal, а лампи — TM Metal.

2. Створення тріоду ТМ

Цікава історія створення тріода — схожа на детективу, з героями плаща і кинджала, але він і вдалий ланцюг випадковостей, завдяки якому колишній співробітник Telefunken, який повернувся зі США, незабаром після початку Першої світової війни розповів (на допиті) французьким військовим про прогрес, досягнутий в американській трійці. Жоден із них, однак, повністю не відповідав вимогам армії — це були ті самі газонаповнені, примхливі, незручні та дорогі лампи. Французька служба далекого військового зв'язку прийняла стратегічне рішення удосконалити промислові вакуумні насоси для отримання надійних і стабільних «жорстких» ЕПП, і тільки після цього, через кілька пробних варіантів, народився відомий тріод ТМ.

3. Що вийшло

3.1. Fotos TM

3.2. Metal TM

3.3. Розміри, матеріали, параметри тріоду ТМ

Анод  - циліндр Ø 10 мм, довжиною 15 мм, з листового нікелю 0,15 мм.

Напруження  - вольфрам 0,051 ... 0,059 мм, довжиною 21 ... 23 мм, для струму 0,7 А при напрузі 4 В.

Гранично допустимі електричні характеристики : при напрузі анода 160 і -2 на сітці, струм анода становить 3…6 мА, струм сітки трохи більше 1 мкА.

Звичайні робочі характеристики в приймально-підсилювальному застосуванні : напруга анода 40 В, напруга сітки 0 В струм анода 2 мА, крутість характеристики 0,4 мА/В, внутрішній опір 25 кОм, коефіцієнт посилення 10.

Діаметр колби Fotos ТМ – 55 мм, висота без штирьків цоколя – 88 мм.  Скло  – напевно платинової групи. Їм оперувало й виробництво (освітлювальних) електроламп, на базі якого розгорнули виробництво тріодів, і на кольорових фото де-не-де миготить характерний червонуватий колір впаїв, на той час вже винайденого (1913)  платініту  - спеціального електровакуумного біметалу. У ранніх лампах,  триланкові впаї  (мідь-платініт-нікель), могли мати вставку з платини.

Термін служби ламп , виготовлених у суворій відповідності до технічних умов, а у воєнний час вони виконували не завжди — не довше 100 годин. Лампи, зроблені з відхиленнями і з некондиційної сировини, маркувалися хрестиком на колбі — вони мали підвищений рівень шумів і були масово схильні до відмов через розтріскування скла і натікання повітря в колбу.

Н2 4. Варіанти ТМ

Крім Франції, невдовзі свої варіанти тріоду ТМ почала випускати і Британія (тип R), Голландія (тип Е), США, Росія (Р-5, П-7). Як більш менш точні копії, так і розвиваючи і адаптуючи (іноді і масштабуючи) конструкцію для своїх потреб.

5. Разом

Крім цікавої історії, тріод ТМ завдяки простій і лаконічній конструкції прожив довго і став родоначальником і прообразом безлічі приймально-підсилювальних та генераторних ламп у різних куточках світла. Поступово ТМ обріс можливостями і отримав набагато вищі характеристики, став набагато економічнішим — тріод перетворився на змішувальну лампу з кількома однаковими сітками (!), на тетрод. Катод з чистого вольфраму доріс до на порядок більш економного торованого вольфраму, а пізніше і з барієвим напиленням — т.з.  азидний процес . Змінювалися колби ламп та розміри електродів, у конструкції з'явилися гетери.

Любитель-експериментатор в історії виникнення перших радіоламп, крім натхнення, зможе знайти для себе і практичні відомості — благо тодішні майстерні та лабораторії були оснащені не багатшими за нинішні аматорські.