懷舊科技:電子管的誕生 三極管的發明徹底顛覆了無線電通訊

電子技術的發展是以電子元件的發展為重要前提的,電子元件的每一次變革,都引起了電子技術的重大突破。

無線電通訊是最早的電子技術之一。馬可尼於1901年取得了橫渡大西洋的遠距離無線電通訊試驗的成功,使人們看到了無線電通信技術的廣闊前景,但是由於當時缺乏相應的電子元件,通訊技術仍不能得到廣泛的應用。

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電子管

人們在研究電磁波的產生、傳遞和接收過程中,曾考慮到如何使不連續的電磁波變成連續的電磁波,但要使它們能夠在電子技術中得以應用,關鍵也在於要研製出新的電子元件。

1.電子管的誕生

1883年,愛迪生(1847年~1931年)在研究用高熔點金屬做燈絲的實驗中發現,當燈絲達到白熱程度後,給金屬板極加正電壓,金屬板與燈絲雖沒有接觸,卻有電流通過;若給金屬板加負電壓,則無電流。這就是有名的“愛迪生效應”。愛迪生效應的發現,預示著一種新的電子元件即將問世。

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愛迪生髮明的電燈

愛迪生雖然發現了愛迪生效應,但他並未意識到這一效應的意義,而且對它的產生的原因也不很清楚。

1897年J.J.湯姆孫發現電子以後,揭示出所謂“愛迪生效應”是一種熱電子發射現象,是由於燈絲向正極發射電子,因而愛迪生效應也稱為熱電子發射效應。

英國發明家弗萊明(1849年一1945年)從1889年開始,用直流電與交流電多次重複過這個實驗。後來他與馬可尼合作,幫助馬可尼設計了1901年橫跨大西洋的無線電報試驗中所用的發射器。

1904年弗萊明又回到有關愛迪生效應的研究工作,想利用這個效應制造一種高性能的電磁波檢波器,以代替一直使用的性能較差的檢波器。他在一個真空管中放進兩塊金屬板,一個是正極板,一個是負極板。

當加熱負極時,就有電子流人正極;當正極加上無線電信號時,通過的電流也隨之發生起伏。這就是二極管的發明。二極管是一種性能很好的新型檢波裝置,同時又為三極管這個劃時代的發明創造了條件。為了對產生的電子流加以控制,人們開始努力尋求控制二極管中電子流的方法。

由於19世紀對磁力和電力的研究已有很大進展,因此科學家們首先想到利用這些已知的電磁力,在管子外面加電磁波圈,企圖以此來控制電子流,結果一無所獲。事實教育人們,必須採取新的控制方法。

德國物理學家利本(1878年~1913年)首先提出在管內的兩極中加一篩狀穿孔板的設想。1906年美國物理學家李·德福斯特(1873年~

1961年)把利本的想法變成了現實,製成了世界上第一隻三極管。當裝在燈絲和板極之間的爐柵白金絲柵極上的電壓有微小變化時,陽極的電子流即發生很大的變化,從而實現了用電子管放大電信號、控制電信號的願望。

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的放大作用,使過去幾乎無法接收的電信號變得十分清晰了,從而使無線電通信距離和可靠性大大提高,並使遠距離直接傳播人的聲音成為可能;三極管還能產生高頻振盪,使電子技術從長波向短波區域發展,大大擴大了電子技術的應用範圍,出現了電視、雷達、聲納等新的技術。

三極管為電子技術開闢了廣闊的前景,它的產生是電子技術第一次重大的突破。三極管以後,又出現了四極管、五極管、更多極的電子管和複合管,形成了包括收信管、發射管、低頻管、高頻管、微波管超小型管等系列。

電子管是電子元件的第一代,在晶體管發明以的近半個世紀裡,電子管幾乎是各種電子設備中唯一可用的電子器件。


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