Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
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Historia del diodo de vacío
El 16 de noviembre de 1904, Sir John Ambrose Fleming inventó el primer diodo de vacío y también se llama válvula Fleming, la primera válvula termoiónica. En aquellos días no existía la unión pn en el campo de la electrónica. A continuación se muestra una figura conceptual de diodo de vacío.
¿Cómo funciona el diodo de tubo de vacío?
Aquí, el diodo de vacío funciona principalmente como un diodo moderno . Pero su tamaño es mayor. Consiste en un recipiente al vacío con cátodo y ánodo en su interior. Este cátodo y ánodo están conectados a través de una fuente de voltaje .
El ánodo se aplica con voltaje positivo con respecto al cátodo. Funciona según el principio de emisión termoiónica. Un filamento calienta este cátodo. Por lo tanto, los electrones se emiten desde el cátodo y se atraen hacia el ánodo. Si el voltaje positivo aplicado en el ánodo no es suficiente, el ánodo no puede atraer los electrones emitidos por el cátodo debido al filamento caliente.
Como resultado, una nube de electrones se acumula en el espacio entre el cátodo y el ánodo. A esto se le llama carga espacial . Debido a esta carga espacial, los electrones emitidos adicionales se derogan y regresan al cátodo. Por tanto, prácticamente se detiene la emisión de electrones. No fluye corriente a través del circuito. 
Si el voltaje aplicado entre el ánodo y el cátodo aumenta gradualmente, más y más electrones de carga espacial llegan al ánodo y crean un espacio vacío para los electrones emitidos. Entonces, con el aumento de voltaje en el ánodo y el cátodo, podemos aumentar la tasa de emisión de electrones.
Al mismo tiempo, la carga espacial se desvanece gradualmente, lo que significa que se neutraliza en el ánodo. Una vez que se aplica cierto voltaje entre el ánodo y el cátodo, la carga espacial completa se desvanece. No hay más obstrucción para la emisión de electrones del cátodo. Entonces, un haz de electrones comienza a fluir libremente de cátodo a ánodo a través del espacio. Como resultado, la corriente fluye del ánodo al cátodo. 
Por otro lado, si el ánodo se hace negativo con respecto al cátodo, no hay emisión de electrones, ya que está frío, no caliente. Ahora los electrones emitidos por el cátodo calentado no llegan al ánodo. Debido a la repulsión de la carga espacial fuerte del ánodo negativose acumulará entre el ánodo y el cátodo. Nuevamente, debido a la repulsión de esta carga espacial, todos los electrones emitidos adicionales regresan al cátodo, por lo tanto, no se produce ninguna emisión virtual y, por lo tanto, no fluye corriente en el circuito. Entonces, el diodo de vacío permite que la corriente fluya en una sola dirección. 
Bajo polarización inversa, este diodo de vacío no funciona. Este tubo de vacío fue el componente básico de la electrónica durante la primera mitad del siglo XX. Estaba disponible y era común en el circuito de radio, televisión, radar, refuerzo de sonido, sistema de grabación de sonido, teléfono, computadoras analógicas y digitales y control de procesos industriales.
VI Características del diodo de vacío
Las características VI de un diodo de vacío se muestran a continuación. 
El tamaño de la carga espacial depende de la emisión de electrones del cátodo durante la formación de la carga espacial. La emisión de electrones depende además de la temperatura a la que se calienta el cátodo. Por tanto, si aumenta la temperatura, también aumenta la cantidad de carga espacial. Entonces, el voltaje del ánodo requerido para neutralizar la carga espacial también será mayor.
Por lo tanto, el mismo diodo de vacío tendrá diferentes gráficos de características de VI a diferentes temperaturas del cátodo. En la figura anterior hemos mostrado solo tres de ellos. Un gráfico para T o C, uno para temperatura superior a T o C y otro para temperatura inferior a T o C. Cuando el voltaje del ánodo aumenta gradualmente desde cero, la corriente del ánodo al cátodo aumenta proporcionalmente. Dado que la carga espacial limita la emisión del cátodo, la corriente aumenta proporcionalmente con la disminución de la fuerza de la carga espacial.
Esta zona de las características se denomina región de limitación de carga espacial como se muestra en la figura. Una vez que desaparece la carga espacial, la emisión de electrones se vuelve constante y depende únicamente de la temperatura del cátodo. Aquí la corriente en el diodo de vacío se satura. Cuando no se aplica voltaje al ánodo, no debería haber corriente en el circuito, pero el caso real no es así. Debido a la fluctuación estadística en la velocidad, algunos electrones son lo suficientemente energéticos como para alcanzar el ánodo incluso si no hay voltaje en el ánodo. La pequeña corriente causada por este fenómeno se conoce como corriente de salpicadura.
Uso de diodos de tubo de vacío
Poco a poco, el semiconductor de unión pn ha ido apareciendo en el mercado y los tubos de vacío han sido reemplazados por ellos. La estructura más básica del tubo de vacío es un diodo de vacío. Los tubos de vacío todavía se utilizan ampliamente en todo el mundo. Las aplicaciones de los tubos de vacío incluyen:
- Relojes atómicos
- Sistemas de audio
- Tableros de instrumentos de automóvil
- Satélites de telefonía celular
- Monitores de computadora
- Reproductores y grabadores de DVD
- Ensayos electromagnéticos
- Microscopios electronicos
- Sistemas de descarga de gas
- Láseres de gas
- Amplificadores de guitarra
- Radioaficionado
- Conmutación de circuitos de alta velocidad
- Tubos Klystron
- Calefacción industrial
- Microscopios de iones
- Sistemas de propulsión iónica
- Láseres
- Pantallas de computadora LCD
- Encendiendo
- Sistemas de microondas
- Hornos de microondas
- Sistemas militares
- Componentes de microondas para teléfonos móviles, Bluetooth y Wi-Fi
- Amplificadores de instrumentos musicales
- Aceleradores de partículas
- Tubos multiplicadores de fotos
- Pantallas de panel de plasma
- Sistemas de propulsión de plasma
- Equipo de audio profesional
- Sistemas de radar
- Comunicaciones por radio
- Estaciones de radio
- Estudios de grabación
- Colectores solares
- Sistemas de sonar
- Luces estroboscópicas
- Estaciones terrestres de satélite
- Sistemas electrónicos de vacío semiconductores
- Estaciones de TV
- Dispositivos de vacío de electrones
- Pantallas de panel de vacío
Tipos de diodos de vacío
Los tubos de diodo de vacío se clasifican como
- Rango de frecuencia (audio, radio, microondas)
- Potencia nominal (señal pequeña, potencia de audio)
- Tipo cátodo / filamento (calentado indirectamente, calentado directamente)
- En cuanto a la aplicación (tubos receptores, tubos transmisores, amplificación o conmutación)
- Parámetros especializados sabios (larga vida, sensibilidad microfónica muy baja y amplificación de audio de bajo ruido)
- Funciones especializadas (detectores de luz o radiación, tubos de imágenes de video)
