grille

Dans un tube à vide, la grille est une maille métallique ou une électrode en spirale positionnée entre la cathode et l'anode. Sa tension par rapport à la cathode contrôle le nombre d'électrons qui peuvent la traverser pour atteindre l'anode, ce qui en fait l'élément amplificateur principal du tube. Sans la grille, un tube à vide est simplement une diode (deux électrodes) ; la grille le transforme en une triode (trois électrodes) ou plus.

La grille est généralement constituée d'un fil fin de tungstène ou de molybdène enroulé en hélice serrée, espacé de 0,5 à 2 mm selon le type de tube et le facteur d'amplification souhaité. Lorsque la tension de la grille est rendue plus négative par rapport à la cathode, elle repousse les électrons et réduit le courant anodique. Lorsqu'elle est rendue moins négative ou positive, elle laisse passer plus d'électrons. Ce contrôle électrostatique se produit sans aucun contact physique ni flux de courant au niveau de la grille elle-même, ce qui rend la polarisation de la grille si efficace.

Régions de fonctionnement et utilisation pratique

Dans les applications audio et RF, la grille fonctionne dans l'une des trois zones. En classe A, la grille est soumise à une polarisation négative stable (généralement de -2 à -10 volts sur les tubes à faible signal) et la tension du signal la fait osciller à la fois plus et moins négativement, modulant proportionnellement le courant anodique. En fonctionnement de classe B ou C, la polarisation de la grille est réglée plus près du seuil de coupure, et seules les grandes oscillations positives du signal conduisent le courant. Une tension de grille positive excessive provoque un courant de grille, ce qui peut produire une distorsion ou endommager le tube si des résistances de limitation de courant ne sont pas incluses.

Différents types de tubes ont des caractéristiques de grille très différentes. Les tubes à faible signal comme le 12AX7 ont des facteurs d'amplification très élevés (valeurs mu autour de 100), ce qui signifie que de petits changements de tension de grille produisent de grands changements de courant anodique. Les tubes de puissance comme le 6L6 ou l'EL34 ont des facteurs d'amplification plus faibles (mu autour de 8 à 15) mais gèrent une dissipation de puissance beaucoup plus importante. L'espacement et la construction de la grille affectent directement ces paramètres.

Les fuites de grille et l'émission de grille sont des modes de défaillance courants. Les fuites de grille se produisent lorsque l'isolation entre la structure de la grille et les éléments environnants se dégrade, permettant des chemins de courant indésirables. L'émission de grille se produit lorsque le fil de la grille lui-même commence à libérer des électrons en raison de l'âge ou de la contamination, introduisant du bruit ou une dérive de polarisation imprévisible. Ces défauts expliquent pourquoi les équipements à tubes à vide présentent des défaillances liées au vieillissement que les dispositifs à semi-conducteurs n'ont pas.