真空管(真空管朋克)

频道：电子元器件日期：2023-05-31 15:54:17 浏览：329

真空管

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真空管（Vacuum tube）是一种电子元件（或作：电子零件）。因为参与工作的电极被封装在一个真空的(主流是玻璃)容器内，所以被称为真空管。在中国大陆，真空管则会被称为电子管。在香港和中国广东地区，真空管有时又会被称作“胆”。

目录 [隐藏]

1 概况

2 历史

3 结构和功能

4 真空管的工作原理

5 真空管内需要被抽真空之原因

6 真空管之分类及演变

7 具代表性之真空管

8 参考资料

真空管-概况

真空管在二十世纪中期前，因半导体（如：晶体管）尚未普及，基本上当时所有的电子器材均使用真空管，形成了当时对真空管的需求。所以当时有各式各样的真空管面世。它们不单止功能不同，连外观也很不同。不过，我们也可以把它的功能归纳为在电路中控制电子的流动。

真空管(真空管朋克)

可是，在半导体技术的发展普及和平民化下，真空管因成本高、不耐用、体积大、效能低等原因，最后被半导体取代了。但是，我们还可以在音响，电视机与电脑的显示器（阴极射线管），还有微波炉及太空卫星的高频发射机看见真空管的身影。另外，像是阳极射线管，X射线管等等则是属于特殊的真空管。

真空管-历史

真空管(真空管朋克)

真空管真空管的历史需要从爱迪生讲起。1880年，他有天好奇地在灯泡中多放了一个电极，且洒了点箔片，结果发现了奇特的现象：第三极通正电时，箔片毫无反应；但通负电时，箔片随即翻腾漂浮。当时爱迪生不知道此现象的起由，但由于他不经意的发现，这个现象后来被称为爱迪生效应。一直到1901年，理察森(Owen Willans Richardson)才提出定律，说明电子的激发态引起箔片漂浮，后更以此拿到1928年的诺贝尔物理奖。接着佛莱明(John Ambrose Fleming)在1904年发展出二极管，德佛瑞斯特(Lee De Forest)更在1907年作出第一个三极管。

真空管-结构和功能

真空管其实，真空管的类型有很多。现就以现代较常用的三极管和五极管来讲解真空管之结构。

真空管具有发射电子的阴极(K)（旁热式是由灯丝(F)加热，直热式则灯丝就是阴极）和工作时通常加上高压的阳极(P)。灯丝(F)是一种极细的金属丝，而电流通过其中，使金属丝产生光和热，而去激发阴极来放射电子。

栅极(G)它一定置于阴极与屏极之间。栅极加电压是抑制电子通过栅极的量，所以能够在阴极和阳极之间对电流起到控制作用。

除气剂

真空管中设有一物件，称为除气剂。一般由钡、铝、镁等活泼金属合金制成。在抽出管中空气后，将管中各元件及除气剂加热至红热，这样就可以吸收管内电极所含之气体，

利用一围绕管子之高频电磁场而使除气剂迅速升华，除气剂就吸收管子中的气体。在反应过后，玻璃管内壁积存银色的除气剂披覆层。若把一枝真管体的玻璃管打破或一枝真空管漏气时，玻璃管内壁积存银色的除气剂便会退色，同时也表示该真空管不能被使用。

真空管-真空管的工作原理

真空管由最内层到最外层分别为：灯丝，阴极，栅极，屏极。将一支真空管拆开之后，当点亮灯丝，灯丝温度逐渐升高，虽然是真空状态，但灯丝温度以辐射热的方式传导至阴极金属板上，等到阴极金属板温度达到电子游离的温度时，电子就会从金属板飞奔而出。此时在电子是带负电的，在屏极加上正电压，电子就会受到吸引而朝屏极金属板飞过去，穿过栅极而形成一电子流。刚刚说到栅极犹如一个开关，当栅极不带电时，电子流会稳定的穿过栅极到达屏极，当在栅极上加入正电压，对于电子是吸引作用，可以增强电子流动的速度与动力；反之在栅极上加入负电压，同性相斥的原理电子必须绕道才能到达屏极，若栅极的结构庞大，则电子流有可能全数被阻隔。

利用栅极可以轻易控制电子流的流量，将输入讯号连接在栅极上，并且加入适当的偏压，并且在屏极串上一个电阻，藉此即可达到讯号放大的目的。真空管也与电晶体一样，具有多种放大组态（事实上，电晶体的放大组态是从真空管延伸过来的应用），结合不同的电子材料如电阻、电感、变压器以及电容等，就可以创造出千变万化的电子产品。别忘了，第一部电脑可是使用真空管制成的，当然，它只能做简单的加减运算。真空管的管壁内部，有一块类似水银的薄膜黏附在玻璃壁上，这是延长真空管寿命的设计。除了极少部份低压真空管外（并非指工作电压低，而是指真空管内部存在低压气体），大部分的真空管必须抽真空才能正常工作。真空管的接脚为金属脚，虽然以玻璃封装，但玻璃与金属接脚之间仍然有漏气的机会。玻璃管内的金属蒸镀物（即消气剂），会与气体进行作用，它存在的目的就在于吸收气体，以维持真空管内部的真空度。这一层薄薄的金属物氧化之后，会变成白色，表示真空管已经漏气不行了，所以若打破真空管时，这一层蒸镀物质也会变成白色。因此购买老真空管时，也要注意蒸镀物的情况，像水银一样的为佳，若开始苍白、剥落时，就表示这支真空管已经迈入老年了。

真空管基本上蓝光的产生基于几个因素。1.内部有低压气体。2.真空管设计或制造不良。3.屏极电压过高。

蓝光的主要来源仍然是电子，当屏极的设计包覆不良，无法吸引电子流吸附在屏极金属板上，就会让电子到处流窜，真空管见到的蓝光就是电子在真空管内流窜的结果。蓝光看起来美丽，却有可能产生辐射。

1916年为有线电话用途制作的三极管，它是构造最简单的直热式三极管，一根发亮的灯丝，如栅栏状的栅极介于灯丝与屏极之间，而屏极位于最下方，就是一块金属片。

真空管-真空管内需要被抽真空之原因

真空管电子在于其放射过程中，因会与空气中之组成分子相撞而产生阻力，因此电子经由如空气之类的介质来移动的话，将会比在真空状态来的困难，所以若想轻松的达成电子放射之移动过程，需将产生电子放射及电子收集之各项元件，也就是灯丝、阴极、栅极、屏极等封装于玻璃管内，且将其内部成为真空状态，才能使电子之放射动作达成最高效率，而此玻璃管也就是所谓的真空管。若然真空度不足，更会发出蓝光和严重影响真空管之工作表现。发出蓝光的原因是被阴极射出的电子击打管中的空气，令空气的原子被激发至激态。

真空管-真空管之分类及演变

真空管真空管可被分为2大类别，分别是直热式和旁热式。

直热式真空管是较早诞生的。它有一个致命的缺点，那就是阴极容易受到灯丝的温度而改变特性。当灯丝电压变动时，或以交流电供应灯丝时，阴极呈现在不稳定的状态下。

旁热式真空管作工相对较稳定。由于金属套筒的体积与储热量远远大于传统的灯丝，因此即使灯丝暂时的温度变动，甚至暂时几秒钟的停止加热，金属板的温度变化改变有限，这也就是为什么某些扩大机关机之后，它还能唱十多秒的主要原因，是因为电源供应部分有大容量电容器内部余电未放完。

可用内部结构分类

真空管可被分为真空二极管，三极管，四极管，四极管束射管，五极管....复合管等很多种类别。

真空管-具代表性之真空管

真空管放大器整流用二极管：12F,81,35W4,25M-K15,5MK9

整流用双二极管：80,5Z3,5AR4,5U4,6X4,5Y3,83,82

検波用二极管：6AL5,EAA91,6H6

调谐指示管：6E5,EM80

电圧放大用三极管：6C4