怀旧科技:电子管的诞生 三极管的发明彻底颠覆了无线电通讯

怀旧科技:电子管的诞生 三极管的发明彻底颠覆了无线电通讯

电子技术的发展是以电子元件的发展为重要前提的,电子元件的每一次变革,都引起了电子技术的重大突破。

无线电通讯是最早的电子技术之一。马可尼于1901年取得了横渡大西洋的远距离无线电通讯试验的成功,使人们看到了无线电通信技术的广阔前景,但是由于当时缺乏相应的电子元件,通讯技术仍不能得到广泛的应用。

电子管

人们在研究电磁波的产生、传递和接收过程中,曾考虑到如何使不连续的电磁波变成连续的电磁波,但要使它们能够在电子技术中得以应用,关键也在于要研制出新的电子元件。

1.电子管的诞生

1883年,爱迪生(1847年~1931年)在研究用高熔点金属做灯丝的实验中发现,当灯丝达到白热程度后,给金属板极加正电压,金属板与灯丝虽没有接触,却有电流通过;若给金属板加负电压,则无电流。这就是有名的“爱迪生效应”。爱迪生效应的发现,预示着一种新的电子元件即将问世。

爱迪生发明的电灯

爱迪生虽然发现了爱迪生效应,但他并未意识到这一效应的意义,而且对它的产生的原因也不很清楚。

1897年J.J.汤姆孙发现电子以后,揭示出所谓“爱迪生效应”是一种热电子发射现象,是由于灯丝向正极发射电子,因而爱迪生效应也称为热电子发射效应。

英国发明家弗莱明(1849年一1945年)从1889年开始,用直流电与交流电多次重复过这个实验。后来他与马可尼合作,帮助马可尼设计了1901年横跨大西洋的无线电报试验中所用的发射器。

1904年弗莱明又回到有关爱迪生效应的研究工作,想利用这个效应制造一种高性能的电磁波检波器,以代替一直使用的性能较差的检波器。他在一个真空管中放进两块金属板,一个是正极板,一个是负极板。

当加热负极时,就有电子流人正极;当正极加上无线电信号时,通过的电流也随之发生起伏。这就是二极管的发明。二极管是一种性能很好的新型检波装置,同时又为三极管这个划时代的发明创造了条件。为了对产生的电子流加以控制,人们开始努力寻求控制二极管中电子流的方法。

由于19世纪对磁力和电力的研究已有很大进展,因此科学家们首先想到利用这些已知的电磁力,在管子外面加电磁波圈,企图以此来控制电子流,结果一无所获。事实教育人们,必须采取新的控制方法。

德国物理学家利本(1878年~1913年)首先提出在管内的两极中加一筛状穿孔板的设想。1906年美国物理学家李·德福斯特(1873年~

1961年)把利本的想法变成了现实,制成了世界上第一只三极管。当装在灯丝和板极之间的炉栅白金丝栅极上的电压有微小变化时,阳极的电子流即发生很大的变化,从而实现了用电子管放大电信号、控制电信号的愿望。

的放大作用,使过去几乎无法接收的电信号变得十分清晰了,从而使无线电通信距离和可靠性大大提高,并使远距离直接传播人的声音成为可能;三极管还能产生高频振荡,使电子技术从长波向短波区域发展,大大扩大了电子技术的应用范围,出现了电视、雷达、声纳等新的技术。

三极管为电子技术开辟了广阔的前景,它的产生是电子技术第一次重大的突破。三极管以后,又出现了四极管、五极管、更多极的电子管和复合管,形成了包括收信管、发射管、低频管、高频管、微波管超小型管等系列。

电子管是电子元件的第一代,在晶体管发明以的近半个世纪里,电子管几乎是各种电子设备中唯一可用的电子器件。