電子管的原理圖 電子管 電子管的發(fā)展歷史 電子管的出現(xiàn)必須從1883年開始說起。1883年發(fā)明家愛迪生在發(fā)明白熾燈的同時發(fā)現(xiàn)了一個奇特的現(xiàn)象,金屬片雖然沒有與燈絲接觸,但如果在它們之間加上電壓,燈絲就會產(chǎn)生一股電流,趨向附近的金屬片。這股神秘的電流是從哪里來的?愛迪生也無法解釋,但他不失時機地將這一發(fā)明注冊了專利,并稱之為“愛迪生效應”。 1904年世界上第一只電子管在英國物理學家弗萊明的手下誕生了。弗萊明為此獲得了這項發(fā)明的專利權。人類第一只電子管的誕生,標志著世界從此進入了電子時代。1906年,貧困潦倒的美國發(fā)明家德福雷斯特,在二極管的燈絲和板極之間巧妙地加了一個柵板,從而發(fā)明了第一只真空三極管。這一小小的改動,竟帶來了意想不到的結果。它不僅反應更為靈敏、能夠發(fā)出音樂或聲音的振動,而且,集檢波、放大和振蕩三種功能于一體。 電子管存在的價值 由于電子管體積大、功耗大、發(fā)熱厲害、壽命短、電源利用效率低、結構脆弱而且需要高壓電源的缺點,它的絕大部分用途已經(jīng)被固體器件和晶體管所取代。優(yōu)點:1電子管負載能力強2線性性能優(yōu)于晶體管3工作頻率高4高頻大功率領域的工作特性要比晶體管更好。在高保真音頻領域,電子管仍有其不可替代的作用。 電子管的結構 電子管擁有三個最基本的極,第一是「陰極」(Cathode,以K代表):陰極當然是陰性的,它是釋放出電子流的地方,它可以是一塊金屬板或是燈絲本身,當燈絲加熱金屬板時,電子就會游離而出,散布在小小的真空玻璃瓶里。第二個極是「屏極」(Plate,以P代表),基本上它是電子管最外圍的金屬板,眼睛見到電子管最外層深灰色或黑色的金屬板,通常就是屏極。屏極連接正電壓,它負責吸引從陰極散發(fā)出來的電子(利用異性相吸的原理),作為電子游離旅行的終點。第三個極為「柵極」(Gird,以G代表),從構造看來,它猶如一圈圈的細線圈,就如同柵欄一般,固定在陰極與屏極之間,電子流必須通過柵極而到屏極,在柵極之間通電壓,可以控制電子的流量,它的作用就如同一個水龍頭一般,具有流通與阻擋的功能。電子管的結構如下圖所示。 圖 電子管的結構 電子管的工作原理 當點亮燈絲,燈絲溫度逐漸升高,雖然是真空狀態(tài),但燈絲溫度以輻射熱的方式傳導至陰極金屬板上,等到陰極金屬板溫度達到電子游離的溫度時,電子就會從金屬板飛奔而出。此時在電子是帶負電的,在屏極加上正電壓,電子就會受到吸引而朝屏極金屬板飛過去,穿過柵極而形成一電子流。柵極猶如一個開關,當柵極不帶電時,電子流會穩(wěn)定的穿過柵極到達屏極,當在柵極上加入正電壓,對于電子是吸引作用,可以增強電子流動的速度與動力;反之在柵極上加入負電壓,同性相斥的原理電子必須繞道才能到達屏極,若柵極的結構龐大,則電子流有可能全數(shù)被阻隔。利用柵極可以輕易控制電子流的流量,將輸入訊號連接在柵極上,并且加入適當?shù)钠珘?,并且在屏極串上一個電阻,藉此即可達到訊號放大的目的。電子管也與晶體管一樣,具有多種放大形式 電子管的分類 1按用途分類 按其用途的不同可分為電壓放大管、功率放大管、充氣管、閘流管、引燃管、變頻管、整流管、檢波管、調諧指示管(電眼)、穩(wěn)壓管等。 2按電極數(shù)分類 電子管按其電極數(shù)的不同可分為電壓放大管、三極管、四極管、五極管、六極管、七極管、八極管、九極管和復合管等。三極以上的電管又稱為多極管或多柵管。 3按外形分類 電子管按其外形及外殼材料可分為瓶形玻璃管(ST管)、“橡實”管、筒形玻璃管(GT管)、大型玻璃管(G式管)、金屬瓷管、小型管(也稱花生管或指形管、MT管)、塔形管(燈塔管)、超小型管(鉛筆形管)等多種。 4按內部結構分類 電子管按其內部結構可分為單二極管、二極管、雙二極三極管、雙二極管極管、單三極管、功率五極管、束射四極管、束射五極管、雙一極管、二極——五極復合管、又束射四極管、三極-五極復合管、三極-六極復合管、三極-七極復合管、束射功率各處室等多種類型。 5按陰極的加熱方式分類 電子管按陰極的加熱方式可分為直熱式陰極電子管(電流直接通過陰極使其達到熱電子發(fā)射狀態(tài))和旁熱式陰極電子管(通過陰極旁的燈絲加熱陰極)。 6按屏蔽方式分類 電子管按屏蔽方式可分為銳截止屏蔽電子管和遙截止屏蔽電子管。 7按冷卻方式分類 電子管按冷卻方式可分為水冷式電子管、風冷式電子管和自然冷卻式電子管。 現(xiàn)今電子管的主要應用領域 晶體管以其優(yōu)異的性能,逐漸替代了電子管。現(xiàn)今已經(jīng)基本很難看見電子管的蹤跡了。但在音頻功放方面,電子管始終占有著一席之地。并且在發(fā)燒級的音響設備中,電子管是必不可少的元件。 晶體管功放聽起來高頻、中高頻有偏多感覺,低頻感覺偏少,晶體管功放聽起來聲音較硬,特別是低頻聲不夠柔和,而高頻聲又顯得尖刺、發(fā)燥,聽起來有時感到高頻段存在著交越畸變。電子管放大電路中,信號的偶次諧波失真大,奇次諧波失真小,晶體管正好相反。人耳對于偶次諧波是比較喜歡的,基音的偶次諧波越多,表現(xiàn)出的聽覺感受就越“溫暖、柔和”也就是人們說的“聽感好”。奇次諧波正好相反,聽覺感受上表現(xiàn)出“生硬、刺耳”等感覺,實際上就是現(xiàn)在人們常說的“金屬聲”。當頻率增高而音量又很大時,這些現(xiàn)象就更加明顯。 |
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