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Vacuum Tube 真空管

Tw17/2010/2/8 上午 10:51:564456


Vacuum Tube 真空管

是一種電子元件在電路中控制電子的流動,參與工作的電極被封裝在一個真空的容器內。在中國大陸,真空管則會被稱為「電子管」。在香港和中國廣東地區,真空管有時又會被稱作「膽」。

在20世紀中期因半導體尚未普及,所有的電子器材均使用真空管。但半導體技術的發展普及下,真空管因成本高、不耐用、體積大、效能低等原因,最後被半導體取代了。但是可以在音響、微波爐及人造衛星的高頻發射機看見真空管的身影。部份戰鬥機為防止核爆造成的電磁脈衝損壞,機上的電子設備亦採用真空管。電視機與電腦CRT顯示器內的陰極射線管以及X光機的X射線管等就是屬於特殊的真空管。

真空管的可溯自燈泡的發明人湯瑪斯·愛迪生,他好奇地在燈泡中多放了一個電極,且灑了點箔片,結果發現了奇特的現象:第三極通正電時,箔片毫無反應;但通負電時,箔片隨即翻騰漂浮。由於愛迪生他不經意的發現這個現象,後來被稱為愛迪生效應。直到1901年,歐文·瑞查森提出定律,說明電子的激發態引起箔片漂浮,後來更以此拿到1928年的諾貝爾物理獎。接著約翰·阿布羅斯·佛萊明在1904年發展出二極體,李·德佛瑞斯特更在1907年作出第一個三極體。

真空管具有發射電子的陰極(K)和工作時通常加上高壓的陽極(P)。燈絲(F)是一種極細的金屬絲,當電流通過其中,使金屬絲產生光和熱,而去激發陰極來放射電子。柵極(G)置於陰極與屏極之間,柵極加電壓用以抑制電子通過柵極的量,所以能夠在陰極和陽極之間對電流起到控制作用。

多極的真空管是由二極體演變出來,它們的基本結構和原理是相同的。

電子在放射過程中,會與空氣中之組成分子相撞而產生阻力,因此電子經由如空氣之類的介質來移動,將會比在真空狀態來的困難,所以如想輕鬆的達成電子放射之移動過程,需將產生電子放射及電子收集之各項元件,也就是燈絲、陰極、柵極、屏極等封裝在玻璃管內,且將內部成為真空狀態,這才能使電子之放射動作達成最高效率。

真空管如依加熱方式可分為2大類別,分別是直熱式和旁熱式。
直熱式真空管較早誕生,但它有一個致命的缺點,就是陰極容易受到燈絲的溫度而改變特性,當燈絲電壓變動時,或以交流電供應燈絲時,陰極呈現在不穩定的狀態下。
旁熱式真空管相對較穩定,金屬套筒的體積與儲熱量遠遠大於傳統的燈絲,因此燈絲暫時的溫度變動,或幾秒鐘的停止加熱,金屬板的溫度變化改變有限,這也就是為什麼擴大機關機之後,它還能唱十多秒的主要原因,就是因電源供應部分有大容量電容器內部餘電未放完。

如依容器結構分類
大部份的真空管,其管壁為玻璃製。而軍用等特殊型式則為金屬製。

真空管可被分為二極體、三極體、四極管、四極管束射管、五極管及複合管等很多種類別。


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