Vacuum tube 真空管/电子管
真空管/电子管的发明
1904, John Ambrose Fleming invented the two-electrode vacuum-tube rectifier, which he called the oscillation valve. It was also called a thermionic valve, vacuum diode, kenotron, thermionic tube, or Fleming valve.
1906, Lee de Forest invented the first successful
three-element (triode) vacuum tube, and the first device which could
amplify electrical signals.
1913, Harold Arnold developed high-vacuum tubes which were tested on AT&T's long distance network. The high-vacuum tubes could operate at high plate voltages without a blue glow.
1919, The physicist Walter H. Schottky invented the tetrode tube to solve stability problems and limited voltage gain due to the Miller effect.
1926, The three-grid tube which is called pentode was invented by Bernard D. H. Tellegen, and became generally favored over the simple tetrode
真空管的结构 - Diode [ˈdaɪoʊd], Triode ['traɪoʊd], Tetrode ['tetroʊd], Pentode ['pentoʊd]
Anode [ˈænoʊd]: 阳极, Grid 栅极, Heated cathode [ˈkæθoʊd]: 被加热的阴极, Heater 电热丝
阴极用来放射电子, 分为氧化物阴极和碳化钍钨阴极。一般来说氧化物阴极是旁热式的, 它是利用专门的灯丝对涂有氧化钡等阴极体加热, 进行热电子放射。寿命一般在1000~3000小时。碳化钍钨阴极一般都是直热式的,通过加热即可产生热电子放射, 所以它既是灯丝又是阴极。理论上碳化钍钨阴极比氧化物阴极寿命长得多, 一般在2000~10000 小时以上。大功率发射管应用最为广泛的是碳化钍钨阴极, 氧化物阴极一般在输出功率为1kW 以下的发射管中应用
栅极根据它们在管中所起的作用不同分为一栅、二栅, 有时也称为控制栅、帘栅。第一栅的主要作用是控制阴极电流, 二栅的作用是屏蔽板极对第一栅的影响。栅极结构关系到本身的机械强度和散热效果, 关系到管子可否稳定工作。为了减小电子的渡越时间, 栅阴间距作的很短甚至不到1mm , 因此厂商多采用机械强度高、导热系数高、辐射系数好以及溶点高的材料来做栅极, 以闭免在很小的间距下发生热碰极。一栅和二栅应严格对栅, 这样帘栅对电子截获小, 可减小帘栅耗, 改善电流分配提高性线
阳极是收集阴极发射出来的大部分电子的电极。电子管工作时, 由于电子管轰击板极表面, 以及其它电极的热辐射, 在板极产生大量热能, 因其板极的耗散功率密度是每平方厘米几十瓦到几百瓦, 这样大的功率密度采用自然辐射或传导的冷却已不能胜任。故须采用强制冷却方式。常用的有风冷、水冷和蒸发冷却等
真空管的原理
真空管具有发射电子的阴极, 和工作时通常加上高压的阳极或称屏极. 灯丝通电后产生光和热, 激发阴极放射电子. 栅极置于阴极与屏极之间, 栅极加电压后抑制电子通过栅极, 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, 真空管添加了除气剂, 一般为钡铝镁等活泼金属合金. 在抽出管中空气后, 将管加热至红热, 这样就可以吸收管内气体. 利用围绕管子的高频电磁场而使除气剂迅速升华, 除气剂就会吸收管子中的气体. 反应过后玻璃管内壁会积存银色的除气剂披覆层. 若管体漏气, 内壁积存银色的除气剂便会褪色, 也表示该真空管已损坏.
电子在放射过程中会与空气中的分子相撞而产生阻力, 比在真空状态中迁移困难, 所以需要将管体内部抽成真空状态. 若真空度不足,阴极射出的电子会击打空气, 令空气的原子被激发至激态发出红光, 严重影响真空管的正常工作. 另一方面, 电子打到玻璃也会产生蓝光并产生二次电子反射噪音.
真空管的优点
高度线性 Highly linear without negative feedback, specially some small-signal types
Clipping is smooth, which is widely considered more musical than transistors
对过载和电压峰刺的容忍度很高, 过载挂掉需要花几秒钟时间. Tolerant of overloads and voltage spikes
Characteristics highly independent of temperature, greatly simplifies biasing
大的动态范围 Wider dynamic range than typical transistor circuits, thanks to higher operating voltages
Device capacitances vary only slightly with signal voltages
Capacitive coupling can be done with low-value, high-quality film capacitors
Circuit designs tend to be simpler than semiconductor equivalents
Operation is usually in Class A or AB, which minimizes crossover distortion
Output transformer in power amp protects speaker from tube failure
Maintenance tends to be easier because user can replace tubes
真空管的缺点
笨重 Bulky, hence less suitable for portable products
需要高压 High operating voltages required
高能耗 High power consumption, needs heater supply
产生高热量 Generate lots of waste heat
Lower power efficiency than transistors in small-signal circuits
易碎 Low-cost glass tubes are physically fragile
More prone to microphonics than semiconductors, especially in low-level stages
使用寿命不长 Cathode electron-emitting materials are used up in operation, resulting in shorter lifetimes (typically 1-5 years for power tubes)
High-impedance devices that usually need a matching transformer for low impedance loads, like speakers
高成本 Usually higher cost than equivalent transistors
对于大功率放大(如百万瓦电台)以及大功率微波而言,大功率真空管及行波管仍是唯一的选择, 对于高频电焊机及X射线机仍是主流器件.
Vacuum tube 真空管/电子管的更多相关文章
- 初级模拟电路:3-1 BJT概述
回到目录 1. 名称由来 BJT的全称是双极性结型晶体管(Bipolar Junction Transistor),国内俗称三极管.其实,在英语中,三极管(triode)特指以前的真空电子管形式的 ...
- 计算机人物系列-Mauchly,Eckert,Goldstine
关键词:莫尔学院(Moore School),阿伯丁试验场(Aberdeen Proving Ground), 雷明顿兰德公司(Remington Rand Corporation), IBM院士(I ...
- Nobel Lecture, December 12, 1929 Thermionic phenomena and the laws which govern them
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1928/richardson-lecture.pdf OWEN W. RICHARD ...
- how to generate an analog output from a in-built pwm of Atmega 32AVR microcontrloller?
how to generate an analog output from a in-built pwm of Atmega 32AVR microcontrloller? you need a re ...
- 《计算机科学基础》学习笔记_Part 1 Computer and Data
Technorati Tags: 计算机科学基础,读书笔记 Chapter 1. Introduction Ø 计算机:黑盒,Output Data=f(Input Data, Program) Ø ...
- Electromagnetic radiation and Radio 电磁波/电磁辐射和无线电波
电磁辐射,又称电磁波,是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式传递能量和动量,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面. 电磁辐射的载体为光子,不需要依靠介质传播,在真空中的传播速度为光速.电 ...
- AltiumDesigner元器件搜索中英文对照
个人常用 扬声器 spearker 计量表(电流表,电压表) meter 变压器 Trans CT 肖特基二极管 D Schotty 额外补充 英文名称 中文释义 2N3904 NPN型 ...
- PWM DAC Low Pass Filtering
[TI博客大赛][原创]LM3S811之基于PWM的DAC http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_3005301.HTM http://www.fpga4fun.c ...
- 科技发展时间线(Technology Timeline)
本文主要记录,过去两百年间,科技发展的时间线 这些内容,是自己在学习电脑发展历史的时候做的, 感兴趣的同学,可以复制到 Excel 里面,按顺序逐一进行学习, 学习和整理的过程确实花了很长时间,但是并 ...
随机推荐
- iOS:简易的音视屏播放框架XYQPlayer
一.前缀 一直都想好好学学音视频这方面的知识,抽了几个周末参考一些资料,尝试着写了一个简易的音视频播放框架,支持音视频播放.视频截图.音乐缓存,其实吧,也就是尽可能的封装罢了,方便以后自己使用.目前只 ...
- Swift3.0:NSURLConnection的使用
一.介绍 应用中也不必不可少的会使用网络通信,增强客户端和服务器的交互,可以使用NSURLConnection实现http通信. NSURLConnection提供了异步请求和同步请求两种请求方式.同 ...
- iOS:给图片置灰色
一.在iOS开发中,给图片置灰色这个功能经常会用到,例如商品展示时,商品过期或者下线了,那么图片就需要这个功能.下面这个方法就可以到达目的. /** UIImage:去色功能的实现(图片灰色显示) @ ...
- 基于S3C2440的嵌入式Linux驱动——看门狗(watchdog)驱动解读
本文将介绍看门狗驱动的实现. 目标平台:TQ2440 CPU:s3c2440 内核版本:2.6.30 1. 看门狗概述 看门狗其实就是一个定时器,当该定时器溢出前必须对看门狗进行"喂狗“,如 ...
- Focal Loss(RetinaNet) 与 OHEM
Focal Loss for Dense Object Detection-RetinaNet YOLO和SSD可以算one-stage算法里的佼佼者,加上R-CNN系列算法,这几种算法可以说是目标检 ...
- 读书笔记,《Java8实战》第一章,为什么要关心 Java8
开篇作者就提出,Java8所做的改变在许多方面比java历史上任何一次改变都深远.而且好消息是,这些改变会让你编辑程序来更容易,再也不用写类似类似于以前的swing中的事件处理函数的啰嗦代码了. ...
- 遮罩层中的相对定位与绝对定位(Ajax)
前提:公司最近做的一个项目列表,然后点击项目,出现背景遮罩层,弹出的数据框需要异步加载数据数据,让这个数据框居中,搞了两天终于总算达到Boss满意的程度,做了半年C/S,反过来做B/S,顿时感到技术还 ...
- canvas移动端常用技巧图片loading
核心知识点:drawImage 作用:将图片加载在canvas html: <canvas id="myCanvas" width="200" heigh ...
- Ubuntu环境变量解析
在Ubuntu中有如下几个文件可以设置环境变量 /etc/profile:在登录时,操作系统定制用户环境时使用的第一个文件,此文件为系统的每个用户设置环境信息,当用户第一次登录时,该文件被执行. /e ...
- (转)【风宇冲】Unity3D教程宝典之AssetBundles:第二讲
原创文章如需转载请注明:转载自风宇冲Unity3D教程学院 AssetBundles第二讲:AssetBundles与脚本 所有Unity的As ...