電子管的原理構造

電子管,是一種最早期的電信號放大器件。被封閉在玻璃容器(一般為玻璃管)中的陰極電子發射部分、控制柵極、加速柵極、陽極(屏極)引線被焊在管基上。利用電場對真空中的控制柵極注入電子調製信號,並在陽極獲得對信號放大或反饋振盪後的不同參數信號數據。早期應用於電視機、收音機擴音機等電子產品中,近年來逐漸被半導體材料製作的放大器和集成電路取代,但目前在一些高保真的音響器材中,仍然使用低噪聲、穩定係數高的電子管作為音頻功率放大器件(香港人稱使用電子管功率放大器為“膽機”)。

電子管的原理構造

1.電子管的陰極 陰極是用來放射電子的部件, 分為氧化物陰極和碳化釷鎢陰極。一般來說氧化物陰極是旁熱式的, 它是利用專門的燈絲對塗有氧化鋇等陰極體加熱, 進行熱電子放射。壽命一般在1000 ~ 3000 小時。碳化釷鎢陰極一般都是直熱式的,通過加熱即可產生熱電子放射, 所以它既是燈絲又是陰極。理論上碳化釷鎢陰極比氧化物陰極壽命長得多, 一般在2000 ~ 10000 小時以上。大功率發射管應用最為廣泛的是碳化釷鎢陰極, 氧化物陰極一般在輸出功率為1kW 以下的發射管中應用 。

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近年來採用網狀陰極的大功率發射管較多。網狀陰極是用較細的釷鎢絲做成圓筒狀, 其優點是: 1)由於它用很多根釷鎢絲編成, 所以導流係數較大。 2)易於實現較小的陰柵間距, 有利於提高跨導。 3)由於燈絲是網狀結構, 單根燈絲的電流較小, 局部磁場較弱, 從而陰極電流所產生的交流聲也較小 。

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2.電子管的柵極 電子管的柵極根據它們在管中所起的作用不同分為一柵、二柵, 有時也稱為控制柵、簾柵。第一柵的主要作用是控制陰極電流, 二柵的作用是屏蔽板極對第一柵的影響。柵極結構關係到本身的機械強度和散熱效果, 關係到管子可否穩定工作。為了減小電子的渡越時間, 柵陰間距作的很短甚至不到1mm , 因此廠商多采用機械強度高、導熱係數高
、輻射係數好以及溶點高的材料來做柵極, 以閉免在很小的間距下發生熱碰極。一柵和二柵應嚴格對柵, 這樣簾柵對電子截獲小, 可減小簾柵耗, 改善電流分配提高性線 。

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3.電子管的陽極 陽極是收集陰極發射出來的大部分電子的電極。電子管工作時, 由於電子管轟擊板極表面, 以及其它電極的熱輻射, 在板極產生大量熱能, 因其板極的耗散功率密度是每平方釐米幾十瓦到幾百瓦, 這樣大的功率密度採用自然輻射或傳導的冷卻已不能勝任。故須採用強制冷卻方式。常用的有風冷、水冷和蒸發冷卻等。

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