Historia del tubo temprano

A Thomas Edison, ese prolífico inventor estadounidense, a menudo se le atribuye la invención de la lámpara incandescente. Más exactamente, se podría decir que Edison fue el hombre que perfeccionó la lámpara incandescente. El exitoso diseño de Edison de 1879 en realidad fue precedido por 77 años por el científico británico Sir Humphry Davy, quien demostró por primera vez el principio de usar corriente eléctrica para calentar una tira delgada de metal (llamada "filamento") hasta el punto de incandescencia (blanco brillante caliente).

Edison pudo lograr su éxito colocando su filamento (hecho de hilo de coser carbonizado) dentro de una bombilla de vidrio transparente de la que se había extraído el aire a la fuerza. En este vacío, el filamento podría brillar a temperaturas muy calientes sin ser consumido por la combustión:

En el curso de su experimentación (en algún momento alrededor de 1883), Edison colocó una tira de metal dentro de una bombilla de vidrio evacuada (vacío) junto con el filamento. Entre esta tira de metal y una de las conexiones del filamento, colocó un amperímetro sensible. Lo que encontró fue que los electrones fluían a través del medidor cada vez que el filamento estaba caliente, pero cesaban cuando el filamento se enfriaba:

El filamento al rojo vivo en la lámpara de Edison estaba liberando electrones libres en el vacío de la lámpara, esos electrones encontraban su camino hacia la tira de metal, a través del galvanómetro y de regreso al filamento. Su curiosidad despertó, Edison luego conectó una batería de bastante alto voltaje en el circuito del galvanómetro para ayudar a la pequeña corriente:

Efectivamente, la presencia de la batería creó una corriente mucho mayor desde el filamento hasta la tira de metal. Sin embargo, cuando se dio la vuelta a la batería, ¡había poca o ninguna corriente!

En efecto, ¡con lo que Edison se había topado era con un diodo! Desafortunadamente, no vio ningún uso práctico para tal dispositivo y procedió con más mejoras en el diseño de su lámpara.

El flujo de electrones unidireccional de este dispositivo (conocido como efecto Edison) siguió siendo una curiosidad hasta que J. A. Fleming experimentó con su uso en 1895. Fleming comercializó su dispositivo como una "válvula", iniciando una nueva área de estudio en circuitos eléctricos. Los diodos de tubo de vacío (las "válvulas" de Fleming no son una excepción) no son capaces de manejar grandes cantidades de corriente, por lo que el invento de Fleming no era práctico para ninguna aplicación en alimentación de CA, solo para pequeñas señales eléctricas.

Luego, en 1906, otro inventor llamado Lee De Forest comenzó a jugar con el "Efecto Edison", para ver qué más se podía ganar con el fenómeno. Al hacerlo, hizo un descubrimiento sorprendente:al colocar una pantalla de metal entre el filamento incandescente y la tira de metal (que ahora había tomado la forma de una placa para una mayor superficie), la corriente de electrones que fluye del filamento a la placa podría regularse mediante la aplicación de un pequeño voltaje entre la pantalla metálica y el filamento:

De Forest llamó a esta pantalla de metal entre el filamento y la placa una rejilla. No era solo la cantidad de voltaje entre la rejilla y el filamento lo que controlaba la corriente del filamento a la placa, también era la polaridad. Un voltaje negativo aplicado a la rejilla con respecto al filamento tendería a interrumpir el flujo natural de electrones, mientras que un voltaje positivo tendería a mejorar el flujo. Aunque había cierta cantidad de corriente a través de la red, era muy pequeña; mucho más pequeño que la corriente a través de la placa.

Quizás lo más importante fue su descubrimiento de que las pequeñas cantidades de voltaje de la red y la corriente de la red tenían grandes efectos sobre la cantidad de voltaje de la placa (con respecto al filamento) y la corriente de la placa. Al agregar la rejilla a la "válvula" de Fleming, De Forest había hecho que la válvula fuera ajustable:ahora funcionaba como un dispositivo amplificador, mediante el cual una pequeña señal eléctrica podía controlar una cantidad eléctrica mayor.

El semiconductor equivalente más cercano al tubo Audion, y a todos sus equivalentes de tubo más modernos, es un MOSFET tipo D de canal n. Es un dispositivo controlado por voltaje con una gran ganancia de corriente.

Al llamar a su invento el "Audion", lo aplicó vigorosamente al desarrollo de la tecnología de las comunicaciones. En 1912 vendió los derechos de su tubo Audion como amplificador de señal telefónica a la American Telephone and Telegraph Company (AT y T), que hizo práctica la comunicación telefónica a larga distancia. Al año siguiente, demostró el uso de un tubo Audion para generar señales de CA de radiofrecuencia. En 1915 logró la notable hazaña de transmitir señales de voz por radio desde Arlington, Virginia a París, y en 1916 inauguró la primera transmisión de noticias por radio. Estos logros le valieron a De Forest el título de "Padre de la radio" en Estados Unidos.