小電科普|電子管的前世今生

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第一次課上給同學(xué)們展示了電子管，相比越做越小的晶體管，電子管顯得更加有年代感和視覺沖擊感。那么今天小電就收集一些電子管的資料擴展一下大家認知吧。




電子管是一種在密閉真空玻璃容器中，金屬氧化物受熱產(chǎn)生自由電子，利用電場對電子的控制作用，微弱信號能被放大的電子器件。在高端音響器材中，電子管常作為音頻放大器件。




電子管放大電路具有豐富的偶次諧波，給人溫暖、柔順、通透、音樂味濃的特點，深受音樂發(fā)燒友喜愛，中國香港地區(qū)的發(fā)燒友常常稱電子管為“膽管”。

    電子管的發(fā)展是一段曲折而富有樂趣的歷程。愛迪生是19世紀最偉大的發(fā)明家之一,他發(fā)現(xiàn)的“愛迪生效應(yīng)”使人類步入了電子時代。


    愛迪生效應(yīng)，是愛迪生1883年5月13日發(fā)現(xiàn)的，但卻要從1877年說起。這一年愛迪生發(fā)明碳絲電燈之后，應(yīng)用不久即出現(xiàn)了壽命太短的問題，愛迪生千方百計設(shè)法改進，1883年他忽發(fā)奇想：在燈泡內(nèi)另行封入一根銅線，也許可以阻止碳絲蒸發(fā)，延長燈泡壽命。經(jīng)過反復(fù)試驗，碳絲雖然蒸發(fā)如故，但他卻從這次失敗的試驗中發(fā)現(xiàn)了一個稀奇現(xiàn)象，即碳絲加熱后，銅線上竟有微弱的電流通過。銅線與碳絲并不聯(lián)接，哪里來的電流？難道電流會在真空中飛渡不成？在當時，這是一件不可思議的事情，敏感的愛迪生肯定這是一項新的發(fā)現(xiàn)，并想到根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)也許可以制成電流計、電壓計等實用電器。為此他申請了專利，命名為“愛迪生效應(yīng)”。下圖即為“愛迪生效應(yīng)”示意圖。


    1904年英國電氣工程師弗萊明（J.Fleming）在“愛迪生效應(yīng)”的基礎(chǔ)上，在真空燈泡里安置碳絲和銅板，作為陰極和屏極，實現(xiàn)電子單向流動，從而發(fā)明了世界上第一只電子管，這就是具有檢波和整流功能的真空二極管。



    1906年美國工程師德·福雷斯特（D.Forest）, 在真空二極管內(nèi)放置柵欄式的金屬網(wǎng)，用于控制陰極與屏極之間的電流；柵極微弱的電流變化會引起屏極較大電流變化，而且變化波形與柵極電流完全一致，這是真空三極管的放大作用（見下圖）。真空三極管的發(fā)明為電子技術(shù)的發(fā)展翻開新的篇章，是電子工業(yè)真正的發(fā)展起點。


    1912—1920年，美國西電公司（Western Electric，簡稱WE）研制出具有實用性的球形電子三極管，發(fā)燒友稱之為“洋蔥頭”電子管。


    1924年美國RCA公司（Radio Corporation of America）研制出效率較高的三極真空電子管，這種古典管在第一次世界大戰(zhàn)中得到廣泛應(yīng)用。



    1940年，相繼研發(fā)出高效率、大功率電子管，這種電子管的屏極電壓高，一般在1000V以上，體積比較龐大，目前常用的高功率電子管有211、212、805、811、813、833、845等。

    20世紀40年代，我國開始試制各種電子管，后來成為世界上電子管生產(chǎn)大國。國內(nèi)生產(chǎn)的電子管有：曙光、桂光、天津、北京、上海、南京等品牌，型號有6N1、6N2、6N3、6N4、6N8P、6N11等電壓放大管，6P1、6L6、6P3P、6P14、6V6、807等功率管，2A3、300B、805、811、211、845等直熱式功率管。


    電子管十分笨重，且能耗大、壽命短、噪聲大、制造工藝復(fù)雜。20世紀60年代，微電子學(xué)、半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展，使得晶體管以體積小、重量輕、耗電省等優(yōu)點，逐漸取代了電子管，電子管在各行各業(yè)逐步銷聲匿跡，幾乎消失在人們的視線中。關(guān)于電子管的教科書也很難尋覓，年青一代對電子管更是感覺陌生和神秘。
    但是電子管單端甲類功放偶次諧波豐富，對刺耳的數(shù)碼聲能起到潤色與柔化的作用，能使音色變得溫順柔和，音樂韻味濃郁，使人久聽不厭。一些電子管生產(chǎn)廠家針對音響領(lǐng)域，在原參數(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)出一系列精品，也是發(fā)燒友愛不釋手的珍品。






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今天的小電科普到這里就要跟大家說再見啦
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