您可能會(huì)試圖將舊的舊管視為過去的遺物-畢竟，榮耀的燈泡中的幾塊金屬怎么能支撐今天的晶體管和集成電路？盡管電子管在消費(fèi)電子產(chǎn)品的店面中失去了地位，但在需要以非常高的頻率（GHz范圍）進(jìn)行大量供電的場(chǎng)合（例如在廣播和電視廣播，工業(yè)供暖，微波爐，衛(wèi)星電視中），它們的使用仍然微不足道。通信，粒子加速器，雷達(dá)，電磁武器以及一些要求較低功率和頻率的應(yīng)用，例如輻射儀，X射線機(jī)和發(fā)燒級(jí)放大器。

20年前大多數(shù)顯示器使用的是真空顯像管。您知道嗎，您家附近也可能潛伏著幾根管道？在您的微波爐的心臟中，放置或放置在一個(gè)磁控管中。它的工作是生成高功率和高頻RF信號(hào)，這些信號(hào)用于加熱烤箱中放置的任何東西。內(nèi)置管的另一種家用設(shè)備是舊的 CRT電視，現(xiàn)在很可能將其替換為新的平板電視后，放在閣樓的紙板箱中。 CRT代表“陰極射線管” -這些射線管用于顯示接收到的視頻信號(hào)。與LCD或LED顯示器相比，它們笨重，笨重且效率低下，但是它們確實(shí)在其他技術(shù)出現(xiàn)之前就完成了工作。了解它們是一個(gè)好主意，因?yàn)楝F(xiàn)代世界中仍然有很多人依賴它們，大多數(shù)電視發(fā)射器都使用真空管作為功率輸出設(shè)備，因?yàn)樗鼈冊(cè)诟哳l下比晶體管更高效。沒有磁控管真空管，就不會(huì)有便宜的微波爐，因?yàn)?a target="_blank">半導(dǎo)體替代品是最近才發(fā)明的，而且價(jià)格昂貴。許多電路（例如振蕩器，放大器，混頻器等）用電子管更易于解釋并了解其工作原理，因?yàn)榻?jīng)典電子管（尤其是三極管）極易用很少的元件進(jìn)行偏置，并計(jì)算其放大系數(shù)，偏置等。

真空管的工作原理？

常規(guī)真空管基于稱為熱離子發(fā)射的現(xiàn)象工作。 ，也稱為 Edison效果。想象這是一個(gè)炎熱的夏日，您在一個(gè)悶熱的房間里排隊(duì)，旁邊是一堵壁，墻上有一個(gè)沿著加熱器的長(zhǎng)度的加熱器，有些人也在排隊(duì)等著，有人打開暖氣，人們開始離開房間了。加熱器–然后有人打開窗戶，讓微風(fēng)吹進(jìn)來，導(dǎo)致所有人遷移到窗戶上。當(dāng)在真空管中發(fā)生熱電子發(fā)射時(shí)，帶有加熱器的壁是陰極，被燈絲加熱，人是電子，窗口是陽(yáng)極。在大多數(shù)真空管中，圓柱形陰極通過燈絲（與燈泡中的燈絲不太一樣）加熱，從而使陰極發(fā)出負(fù)電子，該負(fù)電子被帶正電的陽(yáng)極吸引，從而使電流流入陽(yáng)極然后從陰極出來（記住，電流的方向與電子相反）。

下面，我們解釋真空管的演變：二極管，三極管，四極管和Pentode ，以及某些特殊類型的真空管，例如磁控管，CRT，X射線管等

最初有二極管

在最簡(jiǎn)單的真空管 –二極管，由燈絲，陰極和陽(yáng)極組成。電流流過中間的燈絲，使其發(fā)熱，發(fā)光并發(fā)出熱輻射，類似于燈泡。加熱的燈絲加熱周圍的圓柱狀陰極，為電子提供足夠的能量以克服功函數(shù)，從而在加熱的陰極周圍形成稱為空間電荷區(qū)的電子云。帶正電的陽(yáng)極會(huì)從空間電荷區(qū)吸引電子，從而在管中產(chǎn)生電流，但是如果陽(yáng)極為負(fù)，會(huì)發(fā)生什么呢？從中學(xué)物理課上可以知道，電荷會(huì)排斥-負(fù)陽(yáng)極排斥電子并且沒有電流流動(dòng)，這都是在真空中發(fā)生的，因?yàn)榭諝鈺?huì)阻礙電子流動(dòng)。這就是使用二極管對(duì)交流電進(jìn)行整流的方式。

沒有什么比老式的三極管好！

1906年，美國(guó)人名為L(zhǎng)ee de Forest的工程師發(fā)現(xiàn)，在陽(yáng)極和陰極之間添加一個(gè)稱為控制網(wǎng)格的網(wǎng)格可以控制陽(yáng)極電流。 Triode的結(jié)構(gòu)類似于二極管，其柵極由非常細(xì)的Mobyldenium線制成。通過用電壓偏置柵極來實(shí)現(xiàn)控制，該電壓通常相對(duì)于陰極為負(fù)。電壓為負(fù)值越大，電流越低。當(dāng)柵極為負(fù)時(shí)，它排斥電子，從而減小陽(yáng)極電流；如果為正，則更多的陽(yáng)極電流流過，以犧牲柵極成為微小陽(yáng)極的代價(jià)，導(dǎo)致形成柵極電流，從而可能損壞燈管。

三極管和其他“格柵”管通常通過在電網(wǎng)和地面之間連接一個(gè)高阻值電阻，并在二極管與地面之間連接一個(gè)低阻值電阻來偏置。陰極和地。流過管子的電流在陰極電阻上引起電壓降，從而使陰極電壓相對(duì)于地面增加。柵極相對(duì)于陰極為負(fù)，因?yàn)殛帢O的電位高于與柵極相連的接地電位。

三極管和其他常規(guī)管可用作開關(guān)，放大器，攪拌機(jī)，還有很多其他用途可供選擇。它可以通過將信號(hào)施加到電網(wǎng)并控制陽(yáng)極電流來放大信號(hào)，如果在陽(yáng)極和電源之間添加了電阻，則放大后的信號(hào)可以從陽(yáng)極電壓中取出，因?yàn)殛?yáng)極電阻和燈管會(huì)起作用類似于分壓器，三極管部分根據(jù)輸入信號(hào)的電壓來改變其電阻。

四極管救援！

五角形–最終邊界？

對(duì)減少二次排放的方法的研究導(dǎo)致了荷蘭工程師Bernhard DH Tellegen和Gilles Holst在1926年發(fā)明了五極管。發(fā)現(xiàn)在篩柵和陽(yáng)極之間增加第三柵，稱為抑制柵，可以消除二次發(fā)射的影響，方法是將從陽(yáng)極擊出的電子排斥到陽(yáng)極，因?yàn)樗唇拥兀唇拥?。陰極。如今，五極管用于50MHz以下的發(fā)射器中，因?yàn)榘l(fā)射器中的四極管可以在高達(dá)500MHz的頻率下正常工作，三極管的工作頻率高達(dá)千兆赫茲，更不用說發(fā)燒友的使用了。

不同類型的真空管

除了這些“常規(guī)”管以外，還有許多專門設(shè)計(jì)用于不同用途的工業(yè)和商業(yè)管。

磁控管

磁控管類似于二極管，但諧振腔的形狀為管的陽(yáng)極和整個(gè)管位于兩個(gè)強(qiáng)力磁鐵之間。施加電壓后，電子管開始振蕩，電子通過陽(yáng)極上的空腔，以類似于吹口哨的過程產(chǎn)生射頻信號(hào)。

X射線管

X射線管用于生成X射線，用于醫(yī)學(xué)或研究目的。當(dāng)向真空管二極管施加足夠高的電壓時(shí)，會(huì)發(fā)出X射線，電壓越高，波長(zhǎng)越短。為了處理由于電子撞擊而引起的陽(yáng)極發(fā)熱，圓盤形陽(yáng)極旋轉(zhuǎn)，因此電子在旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)撞擊陽(yáng)極的不同部分，從而改善了冷卻效果。

CRT或陰極射線管

CRT或“陰極射線管”是主要的顯示技術(shù)。在一天中。在單色CRT中，熱陰極或充當(dāng)陰極的燈絲會(huì)發(fā)射電子。在到達(dá)陽(yáng)極的過程中，它們穿過了韋納爾特圓柱體中的一個(gè)小孔，該圓柱體充當(dāng)了電子管的控制柵極，并幫助將電子聚焦成一個(gè)緊密的電子束。后來，它們被幾個(gè)高壓陽(yáng)極吸引并聚焦。管的這部分（陰極，韋納爾圓柱體和陽(yáng)極）稱為電子槍。通過陽(yáng)極后，它們穿過偏轉(zhuǎn)板并撞擊燈管的熒光前端，從而在光束撞擊的地方出現(xiàn)亮點(diǎn)。偏轉(zhuǎn)板用于通過在電子束的方向上吸引和排斥電子來掃描穿過屏幕的光束，它們有兩對(duì)，一對(duì)用于X軸，一對(duì)用于Y軸。

一個(gè)為示波器制造的小型CRT，您可以從左側(cè)清楚地看到Wehnelt圓柱體，圓形陽(yáng)極和呈形狀的偏轉(zhuǎn)板字母Y。

行波管

行進(jìn)微波管體積小，重量輕，在高頻下效率高，因此被用作通信衛(wèi)星和其他航天器上的RF功率放大器。就像CRT一樣，它的背面也有電子槍。稱為“螺旋”的線圈纏繞在電子束上，電子管的輸入連接到螺旋的靠近電子槍的一端，而輸出則取自另一端。流過螺旋線的無線電波與電子束相互作用，使電子束在不同點(diǎn)處減慢并加速，從而引起放大。螺旋線被束聚焦磁鐵和中間的衰減器圍繞著，目的是防止放大后的信號(hào)回到輸入端并引起寄生振蕩。在管的末端放置了一個(gè)收集器，該收集器與三極管或五極管的陽(yáng)極相當(dāng)，但是沒有輸出。電子束撞擊收集器，結(jié)束其在電子管內(nèi)的故事。

蓋革-穆勒管 strong》

Geiger–Müller管用于輻射計(jì)，它們由一個(gè)金屬圓柱（陰極）和一個(gè)一端有一個(gè)孔，中間有一個(gè)銅線（陽(yáng)極），玻璃管中裝有特殊氣體。每當(dāng)粒子通過孔并短暫撞擊陰極壁時(shí)，管中的氣體就會(huì)電離，從而使電流流動(dòng)。可以在儀表的揚(yáng)聲器上聽到這種沖動(dòng)，這是典型的喀噠聲！
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