ඉලෙක්ට්‍රොනික් තාක්ෂණයේ ආරම්භක උපාංගය Vacuum Tube (වෑල්ව්) - History of Vacuum Tube

කොහොමද ඉතින් කට්ටියට!

කලින් ලිපිවලදි මම ඉලෙක්ට්‍රොනික් ගැන පොඩි විද්‍යා පාඩම් වගයක්නේ ඕගොල්ලන්ට අරගෙන ආවේ. ඉතින් අද මම හිතුවා පොඩි වෙනසකටත් එක්ක Electronic වල ඉතිහාසය ගැන පොඩ්ඩක් කතා කරන්න. ඒ තමා ඉලෙක්ට්‍රොනික් වල ආරම්භයේදි භාවිතා කල 'රික්තක නල' (Electronic Vacuum Tube) නැතිනම් සාමාන්‍ය ව්‍යවහාරයේදි 'වෑල්ව්' කියලා හදුන්වන උපාංගය ගැන කතාකරන්නයි. දැන් අපි ඒගැන කතා කරමු.

රික්තක නළයේ ආරම්භය

ලී  'ද ෆොරස්ට්

'රික්තක නලයේ' ආරම්භය ගැන කිවුවොත් ඒක 19 වන සියවස දක්වා ඇදී යනවා. නමුත් 1906දි ඇමෙරිකාවේ ජීවත් වූ  ලී 'ද ෆොරස්ට්  නම් විද්‍යාඟඳ්‍යා විසින් රික්තක නලය වැඩිදියුණු කිරීම හේතුවෙන් ලොවට 'ඉලෙක්ට්‍රොනික විද්‍යාව' නම් අලුත් තාක්ෂණය බිහිවිය. පහතින් ඕගොල්ලන්ට් බලාගන්න පුළුවන් ඔහු විසින් මුල්වරට සැකසු 'රික්තක නලයේ' ආකෘතියක්.

(මුලින්ම හදපු 'වෑල්ව්' එක)

කොහොමද මුල්ම 'වෑල්ව්' එක නිකන් පුංචි බල්බ් එකක් වගේනේ. හරි ඉතින් මේ විදියට ආරම්භ වුන 'වෑල්ව්' නැත්නම් රික්තක නල විවිධ සමාගම් වලින්, විවිධ මාදිලිවල, විවිධ ප්‍රමාණයෙන් හා විවිධ හැඩවලින් යුත් රික්තක නල නිෂ්පාදනය ආරම්භ කලා. මේනිසා 20වන සියවසේ මුල් භාගයේදි රික්තක නල අතිශය ජනප්‍රිය විද්‍යුත් උපාංගයක් බවට පත්වුනා.

(විවිධ ප්‍රමාණයේ රික්තක නල)

(රික්තක නලයේ පරිපථ සංකේතය)

ඉතින් මේ රික්තක නල කොච්චර ජනප්‍රිය උපාංගයක් උනත් එහි ගැටලු විශාල ප්‍රමාණයක් තිබුනා. ඉතින් මේ ගැටලු වලට විසඳුමක් විදියට 1948 දි  'ට්‍රාන්සිස්ටරය' නිපදවීමත් සමග රික්තක නල අභාවයට යාම ආරම්භ වුනා. මේනිසා 20වන සියවසේ මැද භාගයේ සිට ට්‍රාන්සිස්ටරය විද්‍යුත් පරිපථ සැකසීම සදහා බහුලව යොදාගන්නා උපාංගය බවට පත්විය.

රික්තක නලයේ ස්වරූපය

රික්තක නලය කියලා කියන්නේ, හරියට බල්බයක් වැනි උපාංගයකට කියලා ඕගොල්ලන්ට කලින්  තිබුනු පින්තූර දැක්කම පේන්න ඇතිනේ. නමුත් රික්තක නල කියන්නේ බල්බයකට වඩා සංකීර්ණ උපාංගයකටයි. මෙහි බල්බයකට වඩා අමතර කොටස් විශාල ප්‍රමාණයක් අන්තර්ගත වෙනවා.

උඩ තියෙන පින්තූරේ දැක්කම පේන්න ඇතිනෙ වෑල්ව් එකක් කොච්චර සංකීර්ණද කියලා, ඔය වෑල්ව් එක වටේට තියෙන්නේ ඕකේ අභ්‍යන්තරයේ තියෙන විවිධ කොටස් වල සමීප රූපයි හොදේ.   ආ.. තව දෙයක් කියන්න  තියෙනවා සාමාන්‍යයෙන් භාවිතයට ගන්න 'වෑල්ව්' වර්ග කිහිපයක් තියෙනවා. ඒතමා,

• ඩයෝඩ්
• ට්‍රයෝඩ්
• ටෙට්‍රෝඩ්
• පෙන්ටෝඩ්

කියන වර්ගයි. මේදියට වෑල්ව් වර්ග කරන්නේ ඒවායේ ක්‍රියාකාරිත්වය අනුවයි. ඒගැන ඉතින් වැඩිය කතා කරන්න ඕනේ නෑනේ. ඔය උඩ තියෙන පින්තූරේ එහෙම තියෙන්නේ පෙන්ටෝඩ් කියන වර්ගයේ 'වෑල්ව්' එකක් හොදේ...

ඉතින් මේ රික්තක නල නැතිනම් වෑල්ව් තුල සාමාන්‍ය බල්බයක මෙන් 'ෆිලමන්ට්' (සූත්‍රිකාව) එකකුත් අඩංගු වෙනවා. මේනිසා මේවා ක්‍රියාත්මක වන විට කුඩා කහ පැහැති ආලෝකයකුත් නිකුත් කරනවා. ඉතින් ඒ විදියට පත්තුවෙන වෑල්ව් වල පින්තූර දෙකකුත් බලලා ඉන්නකෝ..

කොහොමද මේවා පත්තුවෙන විදිය. ඉතින් මේවා පත්තුවෙනකොට නිකන් 100W බල්බ් වල වගේ ඇගට දැනෙන රස්නයකුත් පිටකරනවා. ඒ හින්දා තමා වෑල්ව් දාලා හදපු උපකරන, හොදට වාතාශ්‍රය ලැබෙන විදියට හදලා තියෙන්නේ. මොකද ඒවායින් නිකුත් කරන තාපය ඉවත් වෙන්නේ හොදට වාත්‍රාශය ලැබෙන කොටනේ.  හරි දැන් ඉතින් බයිලා ගොඩක් ගැවුවනේ ඒ හින්දා දැන් අපි බලමු මේ වෑල්ව් එකේ ක්‍රියාකාරිත්වය මොන වගේද කියලා. 

රික්තක නලයේ ක්‍රියාකාරිත්වය

දැන් ඕගොල්ලො දන්නවනේ රික්තක නල ක්‍රියාත්මක වන විට එයින් ආලෝකයක් නිකුත් කරනවා කියලා, ඉතින් ඒ විදියට වෑල්ව් එකෙන් ආලෝකයක් නිකුත් කරන්නේ එය තුල තාප ජනන ක්‍රියාවලියක් සිදුවන නිසයි. මොකද රික්තක නලය තුල සිදුවන්නේ අර්ධසන්නායක ද්‍රව්‍යයක් අධික තාපයකට භාජනය කිරීමයි. එවිට එම අර්ධසන්නායකය තුල මුක්ත ඉලෙක්ට්‍රෝන ඇතිවෙන නිසා එය තුලින් විදුලිය සන්නයනය වීම සිදුවෙනවා. ඉතින් මේ විදියට අර්ධසන්නායක රත්කිරීමේදි මුක්ත ඉලෙක්ට්‍රෝන ඇතිවන අයුරු මීට පෙර ලිපියකිනුත් මම කිවුවනේ, ඒක බැලුවෙ නැත්නම්  මෙතනින්  ගිහින් බලන්නකෝ.

ඒ වගේම තව මේකේ කැතෝඩය හා ඇනෝඩය කියලා අග්‍ර දෙකක් තියෙනවා මොකද මේ උපාංගය තුල සිදුවෙන්නේ අර්ධසන්නායකයක් රත් කිරීම තුලින් ඒකෙන් පිටවන ඉලෙක්ට්‍රෝන හුවමාරු කිරීමක්නේ. තවද මේ ඉලෙක්ට්‍රෝන හුවමාරු කිරීම පහසුවෙන්න මේවා සියල්ල සකසා තියෙන්නේ රික්තක මාධ්‍යක් තුලයි. ඒ කියන්නේ වාතය ඉවත් කරපු වීදුරු බටයක් ඇතුලේ. ඉතින් කොහොමින් හරි හදපු මේ රික්තක නල ක්‍රියාත්මක  කරන්න ලොකු විදුලි බලයකුත් අවශ්‍ය වෙලා තියෙනවනේ. ඉතින් ඒ විදුලි බලය සපයන්න පාවිච්චි කරන්න ඕනේ DC (සරල ධාරාව) විදුලියයි. ඒ කියන්නෙ බැටරි වල තියෙන විදුලි ප්‍රභේදයයි. සමාන්යෙන් මුල් කාලේ තිබු රික්තක නල ක්‍රියාත්මක වීමට 1000V- 400V අතර විදුලි ප්‍රමාණයක් අවශ්‍ය වෙලා තියෙනවා, ඒවගේම ඒවයින් අධික තාපයකුත් පිටකරලා තියෙනවා. නමුත් පසුකාලීනව තරමක් දියුනු තත්වයේ රික්තක නල නිපදවිමත් සමග මේ සදහා අව්ශ්‍ය විදුලිය 20V-100Vත් දක්වා අඩුවුනා කියලත් මතක තියාගන්නකෝ.

ඒ වගේම අපි මේ උපාංගයට රික්තක නල කියලා කියන්නේ ඇයි? කියලා දන්නවද. මොකද මෙම උපාංගය සකස් කරලා තියෙන්නේ වීදුරු බටයක් විදියටනේ. ඒ වගේම මේ බටයේ ඇතුලත ඇති වාතය ඉවත් කරලයි තියෙන්නේ, ඒනිසා මේ බටය ඇතුලෙ වාතය නැති රික්තකයක් තමා තියෙන්නෙ. අන්න ඒ නිසයි මේකට අපි රික්තක නලය කියලා කියන්නේ. ඕකත් ඉතින් මතකයේ තියාගන්නකෝ.

රික්තක නලවල භාවිත

දැන්නම් ඕගොල්ලන්ට රික්තක නල නැතිනම් 'වෑල්ව්' ගැන සරල දැනුමක් ලැබෙන්න ඇති කියලා මම හිතනවා. ඉතින් අපි දැන් බලමු රික්තක නල භාවිතා කර සැකසු පරිපථ කොහොමද කියලා, පහතින් ඕගොල්ලන්ට බලාගන්න පුලුවන්  මුල් යුගයේදි 'වෑල්ව්' යොදා සකස් කල පරිපථ කිහිපයක රූපසටහන් කිහිපයක්, 

මේ පින්තූර දැක්කම ඕගොල්ලනට පේන්න ඇති මේවා රාක්කයක් වගේ පේලියට හදලා තියෙනවා මිසක, PCB බෝර්ඩ් එකක් පාවිච්චි කරලා නැති බව. මොකද මුල්ම කාලේ PCB බෝර්ඩ් තිබ්බේ නෑනේ. ඒනිසා ඒකාලේ විද්‍යුත් උපාංග එකිනෙකට සම්බන්ධ කලේ "Point To Point" කියන ක්‍රමයටයි. ඒ කියන්නේ පරිපථයේ සියලුම උපාංගවල අග්‍ර වයර් වලින්ම එකිනෙකට සම්බන්ධ කරනවා කියන එකයි. ඒ නිසා මුල් යුගයේ රේඩියෝ වැනි උපකරණ ඇතුලෙ අවුල් ජාලයක් වගේ තමා මේවා හයි කරලා තිබ්බේ. ඒත් පසුකාලීනව PCB බෝර්ඩ් භාවිතයට ආපු නිසා "Point To Point" කියන ක්‍රමය භාවිතයෙන් ඉවත් වුනා. පහතින් තියෙන්නේ වෑල්ව්  PCB බෝර්ඩ් වලට යොදා හදපු පරිපථ කිහිපයක රූපසටහන් කිහිපයකි.

පරණ Radio එකක්

පරණ Amp එකක්

පරණ TVඑකක්

කොහොමද පරණ වෑල්ව් දාලා හදපු උපකරණ ටික. දැන් අපි බලමු රික්තක නල භාවිතයෙන් ඉවත් වීමට හේතු,.

රික්තක නල භාවිතයෙන් ඉවත්වීමට හේතු

රික්තක නල භාවිතයෙන් ඉවත්වීමට හේතු රාශියක් තිබෙනවා. ඒවා නම්,

• රික්තක නල ක්‍රියාත්මක වීමේදි ඒ‍යින්අධික තාපයක් නිකුත් කිරීම.
• රික්තක නලය රත් වීමට, හා එහි අනෙක් කටයුතු සදහා විදුලි සැපයුම් දෙකක් අවශ්‍ය වීම.
• රික්තක නල ක්‍රියාත්මක වීමට අධික විදුලි බලයක් අවශ්‍ය වීම.
• රික්තක නල තරමක් ප්‍රමාණයෙන් විශාල නිසා, ඒවායින් සාදන උපකරණද ප්‍රමාණයෙන් විශාල වීම.
• රික්තක නල නිෂ්පාදණය කිරීම සංකීර්ණ ක්‍රියාවලියක් වීම.
• රික්තක නල වීදුරු වලින් තනා ඇති නිසා එහි කල් පැවැත්ම අඩුවීම.
• රික්තක නල ක්‍රියාවිරහිත වූ විට ඒවා මාරු කිරීමේදි ඇතිවන අපහසුතා

යනාදි වශයෙන් ගැටලු විශාල ප්‍රමාණයක් තිබෙනවා. ඉතින් මේ ගැටලු වලට පිලිතුරක් ලෙස 'ට්‍රාන්සිස්ටරය' ලොවට බිහිවීමත් සමග රික්තක නල ලොවෙන් සමුගන්නා ලදි.,

හරි එහෙනම් අද පාඩම අවසන් කරන්නයි යන්නේ. අද මම කතා කලේ,

1. රික්තක නලයේ ආරම්භය
2. රික්තක නලයේ ස්වරූපය
3. රික්තක නලයේ ක්‍රියාකාරිත්වය
4. රික්තක නලවල භාවිත

යන කරුණු පිලිබදවයි. 

🔰 කතෘ අයිතිය : Electronic පන්තිය

තවත් ඔබට වැදගත් ලිපියකින් නැවත හමුවෙමු.

එතෙක් ඔබට සුභ දවසක්..!

Electronic ලෝකයේ🌏 දැනුම බෙදාගන්න එන්න අපත් සමග එකතුවෙන්න.!!❤

මෙම ලිපිය පිළිබඳව ඔබේ අදහස්, යෝජනා චෝදනා, සහ අඩුපාඩු comment හරහා යොමු කරන්න අමතක කරන්න එපා.