En electrónica , la polarización del cátodo (también conocida como autopolarización o polarización automática) es una técnica utilizada con tubos de vacío para hacer que el voltaje del cátodo de corriente continua (CC) sea positivo en relación con el lado negativo de la fuente de voltaje de la placa en una cantidad igual a la magnitud del voltaje de polarización de la rejilla deseado . [1]
La implementación más común de polarización de cátodo pasa la corriente de cátodo a través de una resistencia conectada entre el cátodo y el lado negativo de la fuente de voltaje de placa. [2] La corriente de cátodo a través de esta resistencia provoca la caída de voltaje deseada a través de la resistencia y coloca el cátodo en un voltaje de CC positivo igual en magnitud al voltaje de polarización de rejilla negativo requerido. El circuito de rejilla pone la rejilla a cero voltios de CC en relación con el lado negativo de la fuente de voltaje de placa, lo que hace que el voltaje de rejilla sea negativo con respecto al cátodo en la cantidad requerida. [3] Los circuitos de cátodo calentados directamente conectan la resistencia de polarización de cátodo a la toma central del secundario del transformador de filamento o a la toma central de una resistencia baja conectada a través del filamento. [4]
Para encontrar el valor correcto de la resistencia, primero se determina el punto de operación del tubo. La corriente de placa, el voltaje de rejilla relativo al cátodo y la corriente de pantalla (si corresponde) se anotan para el punto de operación. El valor de la resistencia de polarización del cátodo se encuentra dividiendo el valor absoluto del voltaje de rejilla del punto de operación por la corriente del cátodo del punto de operación (corriente de placa más corriente de pantalla). [5] La potencia disipada por la resistencia de polarización del cátodo es el producto del cuadrado de la corriente del cátodo y la resistencia en ohmios.
Cualquier efecto de la frecuencia de la señal de la resistencia del cátodo se puede minimizar proporcionando un condensador de derivación adecuado en paralelo con la resistencia. En general, el valor del condensador se selecciona de manera que la constante de tiempo del condensador y la resistencia de polarización sea un orden de magnitud mayor que el período de la frecuencia más baja que se va a amplificar. El condensador hace que la ganancia de la etapa, en las frecuencias de la señal, sea esencialmente la misma que si el cátodo estuviera conectado directamente al retorno del circuito. [6]
En algunos diseños, puede ser deseable la retroalimentación degenerativa (negativa) causada por la resistencia del cátodo. En este caso, la totalidad o una parte de la resistencia del cátodo no se ve superada por un condensador. [7]
En los circuitos push-pull de clase A, un par de tubos accionados por señales idénticas desfasadas 180 grados pueden compartir una resistencia de cátodo común sin derivación. No se producirá degeneración porque, si las características de voltaje de rejilla versus corriente de placa de los dos tubos coinciden, la corriente a través de la resistencia de cátodo no variará durante los 360 grados del ciclo de señal. [8]
La polarización catódica, como solución, es a menudo la alternativa al uso de polarización fija . [10] Robert Tomer, en su libro de 1960 sobre tubos de vacío, que se ocupaba principalmente de estrategias para mejorar la vida útil de los tubos, condenó los diseños de polarización fija a favor de la polarización catódica. Dijo que la polarización fija, a diferencia de la polarización catódica, no proporciona un margen de error que proteja al sistema de las inevitables diferencias entre los tubos de vacío ni protege contra las condiciones de descontrol causadas por el mal funcionamiento de los tubos o del circuito. [10] También afirmó que la mayoría de los especialistas en tubos consideran que el funcionamiento con polarización fija es peligroso. [10] A pesar de esta postura, la polarización fija se utiliza comúnmente en los amplificadores de tubo en la actualidad. Tomer identificó la tendencia hacia los diseños de polarización fija en 1960, pero no estaba seguro de las razones de ello. [10]