หลอดสุญญากาศ

หลอดสุญญากาศ หรือ หลอดอิเล็กตรอน หมายถึงอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการขยายสัญญาณหรือทำหน้าที่เป็นสวิตช์ เพื่อสร้างสัญญาณทางไฟฟ้าขึ้นจากการควบคุมการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนผ่านบริเวณที่มีอากาศ หรือก๊าซเบาบาง ปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่ใช้อธิบายการนำไฟฟ้าก็คือ ปรากฏการณ์เทอร์มิออนิค อิมิตชัน ซึ่งอธิบายว่าเมื่อโลหะถูกทำให้ร้อนจนถึงระดับหนึ่งด้วยการป้อนกระแสไฟฟ้าจะทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมาที่ผิวของโลหะ เมื่อทำการป้อนศักย์ไฟฟ้าเพื่อดึงดูดอิเล็กตรอนที่หลุดออกมาอยู่ที่ผิวด้วยขั้วโลหะอีกขั้วหนึ่งที่อยู่ข้างๆ จะทำให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้าได้ เราเรียกว่าหลอดสุญญากาศที่มีขั้วโลหะเพียงสองขั้วนี้ว่า หลอดไดโอด โดยขั้วที่ให้อิเล็กตรอนเรียกว่า แคโธด และขั้วที่รับอิเล็กตรอนเรียกว่า อาโนด การไหลของกระแสไฟฟ้าของหลอดไดโอดเป็นแบบไม่เป็นเชิงเส้น คือ เมื่อป้อนศักย์ไฟฟ้าบวกให้กับขั้วอาโนดและศักย์ไฟฟ้าลบให้กับขั้วแคโธดจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลตามที่ได้อธิบายผ่านมา แต่เมื่อป้อนศักย์ไฟฟ้ากลับทางคือ จะทำให้กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลได้ ซึ่งเป็นผลมาจากอิเล็กตรอนถูกผลักด้วยผลของสนามไฟฟ้า ซึ่งคุณสมบัติข้อนี้จึงทำให้สามารถนำหลอดไดโอดไปใช้เป็นอุปกรณ์เรียงกระแสได้ต่อมาได้มีการพัฒนาหลอดไดโอดโดยใส่ขั้วโลหะตาข่ายระหว่างอาโนดและแคโธด เรียกว่า กริด ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นส่วนควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้าให้ไหลมากน้อยได้ตามศักย์ไฟฟ้าที่ป้อนให้กับขั้วกริด