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Vacuum tube


贡献者:葱爆羊肉    浏览:5330次    创建时间:2009-06-29

目录·历史
·结构
·运作原理
·抽真空
·分类
·依加热方式
·依容器结构分类
·参考文献
·外部链接
真空管(Vacuum tube)是一种电子元件,在电路中控制电子的流动。参与工作的电极被封装在一个真空的容器内(管壁大多为玻璃),因而得名[1]。在中国大陆,真空管则会被称为“电子管”。在香港和中国广东地区,真空管有时又会被称作“胆”。
在二十世纪中期前,因半导体尚未普及,基本上当时所有的电子器材均使用真空管,形成了当时对真空管的需求。但在半导体技术的发展普及和平民化下,真空管因成本高、不耐用、体积大、效能低等原因,最后被半导体取代了。但是可以在音响、微波炉及人造卫星的高频发射机看见真空管的身影。部份战斗机为防止核爆造成的电磁脉冲损坏,机上的电子设备亦采用真空管。另外,像是电视机与电脑CRT显示器内的阴极射线管以及X光机的X射线管等则是属于特殊的真空管。

·历史Top


真空管的历史可溯自灯泡的发明人汤玛斯·爱迪生(Thomas Alva Edison)。1880年某日,他好奇地在灯泡中多放了一个电极,且洒了点箔片,结果发现了奇特的现象:第三极通正电时,箔片毫无反应;但通负电时,箔片随即翻腾漂浮。当时爱迪生不知道此现象的起由,但由于他不经意的发现,这个现象后来被称为爱迪生效应。一直到1901年,欧文·威廉·理察森(Owen Willans Richardson)才提出定律,说明电子的激发态引起箔片漂浮,后更以此拿到1928年的诺贝尔物理奖。接着约翰·阿布罗斯·佛莱明(John Ambrose Fleming)在1904年发展出二极管,李·德佛瑞斯特(Lee De Forest)更在1907年作出第一个三极管。
·结构Top

真空管具有发射电子的阴极(K)和工作时通常加上高压的阳极(P)。灯丝(F)是一种极细的金属丝,而电流通过其中,使金属丝产生光和热,而去激发阴极来放射电子。栅极(G)它一定置于阴极与屏极之间。栅极加电压是抑制电子通过栅极的量,所以能够在阴极和阳极之间对电流起到控制作用。
为保持管内的真空状态,真空管中设有一物件,称为除气剂。一般由钡、铝、镁等活泼金属合金制成。在抽出管中空气后,将管中各元件及除气剂加热至红热,这样就可以吸收管内电极所含之气体[2]。利用一围绕管子之高频电磁场而使除气剂迅速升华,除气剂就吸收管子中的气体。在反应过后,玻璃管内壁积存银色的除气剂披覆层。若把管体的玻璃管打破或漏气时,玻璃管内壁积存银色的除气剂便会退色,同时也表示该真空管不能被使用。

·运作原理Top

多极的真空管(如:三、四、五...极管)是由二极管演变出来,它们的基本结构和原理是相同的。
二极管
三极管
·抽真空Top

电子在于其放射过程中,因会与空气中之组成分子相撞而产生阻力,因此电子经由如空气之类的介质来移动的话,将会比在真空状态来的困难,所以若想轻松的达成电子放射之移动过程,需将产生电子放射及电子收集之各项元件,也就是灯丝、阴极、栅极、屏极等封装于玻璃管内,且将其内部成为真空状态,才能使电子之放射动作达成最高效率。若然真空度不足,会因是被阴极射出的电子击打管中的空气,令空气的原子被激发至激态发出蓝光,并严重影响真空管之工作表现

·分类Top


直热式及旁热式构造比较

·依加热方式Top

真空管可被分为2大类别,分别是直热式和旁热式。直热式真空管是较早诞生的。它有一个致命的缺点,就是阴极容易受到灯丝的温度而改变特性。当灯丝电压变动时,或以交流电供应灯丝时,阴极呈现在不稳定的状态下。旁热式真空管作工相对较稳定。由于金属套筒的体积与储热量远远大于传统的灯丝,因此即使灯丝暂时的温度变动,甚至暂时几秒钟的停止加热,金属板的温度变化改变有限,这也就是为什么某些扩大机关机之后,它还能唱十多秒的主要原因,是因为电源供应部分有大容量电容器内部余电未放完[4]。


·依容器结构分类Top

大部份市售的真空管,其管壁为玻璃制。而军用等特殊型式则为金属制。

真空管可被分为二极管、三极管、四极管、四极管束射管、五极管及复合管等很多种类别。依用途区分及常见的型号:
整流用二极管:12F、81、35W4、25M-K15、5MK9
整流用双二极管:80、5Z3、5AR4、5U4、6X4、5Y3、83、82
検波用二极管:6AL5、EAA91、6H6
调谐指示管:6E5、EM80
电圧放大用三极管:6C4
电圧放大用双三极管:12AX7、12AU7、12AT7、12BH7A、6DJ8、6SN7
功率放大用三极管:45、WE300B、2A3、211、845、8045G
功率放大用双三极管:6336A、6080
功率放大用集射四极管:UY-807、KT88、6L6、6V6
电圧放大用五极管:6AU6、6BA6、6BD6、6267、6SJ7
功率放大用五极管:6F6、6CA7、6BQ5、6550、6AR5、42、30A5、50C5
变频用七极管:6SA7、6BE6
发射用三极管:3-500Z、3-1000Z
发射用四极管:4CX250B
发射用五极管:6146B、S2001A
旁热式双三极小信号管:6922、ECC88、6DJ8
直热式三极功率管

·参考文献Top

^ 徐松森 徐柏华编著,高保真胆机制作详解,p.1
^ http://www.enkei.com.tw/techroom_6.htm
^ http://www.enkei.com.tw/techroom_6.htm
^ http://www.shanling.com/tube_01.html

·外部链接Top

相关的维基共享资源:
真空管 http://www.cfp-radio.com/realisations/rea03/rea03.html - (FR) How to build a vacuum tube tester.
How vacuum tubes really work - Thermionic emission and vacuum tube theory, using introductory college-level mathematics.
The Vacuum Tube FAQ - FAQ from rec.audio
The invention of the thermionic valve. Fleming discovers the thermionic (or oscillation) valve, or 'diode'.
Tubes Vs. Transistors : Is There An Audible Difference? - 1972 AES paper on audible differences in sound quality between vacuum tubes and transistors.
The Virtual Valve Museum
辅助设计软件及真空管线性资料软件



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开放分类
电子元件    

参考资料
http://baike.eepw.com.cn/baike/addword/word/Vacuum%20tube

贡献者
葱爆羊肉    


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