¿Modelos matemáticos para tubos de vacío?

Question

¿Existen modelos algebraicos comúnmente aceptados para el funcionamiento de los tubos de vacío (triodo, tetrodo y pentodo)? Del mismo modo que los BJT tienen un modelo Gummel-Poon o Ebers-Moll, y los MOSFET (a gran escala) tienen un modelo algebraico de corte/lineal/saturación, ¿existe un modelo similar para los tubos de vacío? Un modelo preciso de CC con algunos componentes dinámicos (capacitancias dominantes) sería excelente, pero me cuesta encontrar referencias. También sería bueno conocer los efectos de orden superior (equivalentes a algo así como el efecto Early en los BJT), sobre todo si suelen afectar a los diseños prácticos.

Soy uno de los desarrolladores de CircuitLab y los tubos de vacío son uno de nuestros funciones más solicitadas y estoy investigando si sería práctico aplicarlo en nuestro simulador. Gracias.

Answer 1

El modelo general de pequeña señal de una válvula se describe en el enlace que publicó Madmanguruman: una fuente de corriente en paralelo con una resistencia de placa y las capacitancias asociadas entre electrodos.

Para el análisis no lineal en el dominio del tiempo, la situación es más complicada, como se indica a continuación aquí. Como dice el artículo, es posible derivar un modelo matemático de un triodo o pentodo basado en la ley de Langmuir-Child, pero ese modelo no representa con exactitud el comportamiento real de un tubo en determinadas áreas de su funcionamiento. Los mejores modelos son "fenomenológicos", es decir, diseñados para ajustarse al máximo a las curvas de rendimiento real de una válvula, sin tener en cuenta la física subyacente.

Hay un programa que he utilizado a que te permitirá tomar curvas de tubo publicadas, ajustar el modelo a las curvas, y luego escupir un subcircuito SPICE. Funciona bien para triodos, aunque no sé si se puede utilizar para pentodos. También hay muchos, muchos modelos SPICE listos para correr de calidad variable para una variedad de diferentes tubos en la web.