到底什么是电子管（真空管）？

1883年，闻名创造家托马斯·爱迪生（ThomasEdison）在一次试验中，观察到一种古怪现象。

其时，他正在进行灯丝（碳丝）的寿数测验。在灯丝周围，他放置了一根铜丝，但铜丝并没有接在任何电极上。也便是说，铜丝没有通电。

碳丝正常通电后，开端发光发热。过了一会，爱迪生断开电源。他无意中发现，铜丝上居然也产生了电流。

爱迪生没有办法解说呈现这种现象的原因，可是，作为一个精明的“商人”，他想到的榜首件事，便是给这个发现申请专利。他还将这种现象，命名为“爱迪生效应”。

爱迪生

现在咱们知道，爱迪生效应的实质，是热电子发射。也便是说，灯丝被加热后，外表的电子变得活泼，“逃”了出去，成果被金属铜丝捕获，然后产生了电流。

爱迪生申请专利之后，并没有想到这个效应有什么用处，所以将其置之不理。

1884年，爱迪生电光公司的技能顾问、英国物理学家约翰·安布罗斯·弗莱明（JohnAmbroseFleming）拜访美国，与爱迪生进行会晤。爱迪生向弗莱明展现了自己发现的爱迪生效应，给弗莱明留下了深入的形象。

弗莱明

这个弗莱明，咱们应该也比较了解。他是一个电学专家，也是一个电机工程师，咱们中学常常运用的右手定则，便是他创造的。

除了传统电学之外，弗莱明其实还有一个强项，那便是无线电磁学。他年青的时期，从前师从麦克斯韦，专门学习无线电磁理论。麦克斯韦临终前上课，只要两个学生来听，其间一个，便是弗莱明。

弗莱明观摩了爱迪生效应的演示后，也没有想到这个效应究竟能用来干啥。事实上，比及他真实用到它，现已是十几年后。

1896年，意大利人伽利尔摩·马可尼（GuglielmoMarconi）成功取得了国际上榜首个无线电报体系专利，然后将人类带入无线通信年代。

马可尼

1899年，马可尼决议测验横跨大西洋的长途无线电通信。为了完结这个豪举，他找来了弗莱明，和他签约，请他协助改善自己的无线电发射机和接纳机。

弗莱明也的确没有孤负马可尼的希望，大幅改善了马可尼的规划，协助完结了跨大西洋无线通信试验。（惋惜，马可尼故意对外隐瞒了弗莱明的奉献，还“忘掉”了自己许诺要给弗莱明的500股股票奖赏，把弗莱明气得半死。）

弗莱明在改善无线通信体系的时期，遇到了许多技能应战。其间，最大的应战，便是无线信号的接纳。

容易来说，便是在接纳端，怎么检波信号，扩大信号，让信号能够被完美解读。

扩大信号咱们都懂，那什么是检波信号呢？

所谓信号检波，其实便是信号挑选。天线接纳到的信号，是十分凌乱的，什么信号都有。咱们真实须要的信号（指定频率的信号），须要从这些凌乱信号中“过滤”出来，这便是检波。

想要完结检波，单导游通性（单导游电）是要害。

咱们都知道，无线电磁波是高频振动，每秒高达几十万次的频率。无线电磁波产生的感应电流，也跟着“正、负、正、负”不断改变，假如咱们用这个电流去驱动耳机，一正一负便是零，耳机就没办法反应出信号。

选用单导游电性，正弦波的负半周就没有了，全部是正的，电流方向一起，把高频过滤掉之后，耳机就能够轻松体现出电流的改变。

去掉负半周，电流方向变成一起的，简略解读

在这里，我要先给咱们介绍相同东西——矿石检波器。

1874年，德国科学家卡尔·布劳恩（KarlFerdinandBraun）发现，有一些天然矿石（金属硫化物）具有电流单导游通的特性，能够用于整流（将交谈电变成直流电）。

1894年，英属印度物理学家贾格迪什·钱德拉·博斯（JagadishChandraBose）根据卡尔·布劳恩的发现，运用方铅矿（硫化铅）的单导游电性，制成了国际上榜首个检波器——矿石检波器。

1900年，美国人格林里夫·惠特勒·皮卡德（GreenleafWhittierPickard），根据矿石检波器，成功制作了国际上榜首个矿石收音机。这为后来无线电广播的敏捷遍及奠定了根底。

弗莱明在研讨怎么改善无线电接纳机的时期，选用了矿石检波器。可是，他想起了之前的爱迪生效应，他想到——是不是能够根据爱迪生效应的电子活动，规划一个新式的检波器呢？

就这样，1904年，国际上榜首只真空电子二极管，在弗莱明的手下诞生了。其时，这个二极管也叫做“弗莱明阀”。（真空管，vacuumtube，也便是电子管，有时期也叫“胆管”。）

弗莱明创造的二极管

弗莱明的二极管，结构其实十分容易，便是真空玻璃灯泡里，塞了两个极：一个阴极（Cathode），加热后能够发射电子；一个阳极（Anode），接纳电子。

旁热式二极管

玻璃管里之所以要抽成真空，是为了避免产生气体电离，对正常的电子活动构成影响，损坏特性曲线。（抽成真空，还能够有用下降灯丝的氧化损耗。）

二极管的呈现，处理了检波和整流需求。可是，它还有改善的空间。

德福雷斯特

德福雷斯特为马可尼的无线电感到入神。所以，他投递简历，想要参加马可尼的公司。成果，遭到回绝。

被回绝之后，德福雷斯特没有抛弃，而是持续研讨无线电通信。他的目光，放在了弗莱明的二极管上。

1906年，德·福雷斯特在真空二极电子管里，奇妙地加了一个栅板（“栅极”），创造了真空三极电子管。

德·福雷斯特创造的三极管

栅板的首要作用，是操控电流。

栅极上很小的电流改变，能引起阳极很大的电流改变，并且，改变波形与栅极电流完全一起。所以，三极管有信号扩大的作用。

现在看来，真空三极管的创造，是电子工业范畴的里程碑事情。

这个小小的元件，集检波、扩大和振动三种功用于一体，为电子技能的开展奠定了根底。

一开端的三极管是单栅，后来变成了两个板子夹在一同的双栅，再后来，爽性变成了整个包起来的围栅

真空管

真空三极管是那一期间电子工业的心脏。根据它，咱们才有了功能越来越强壮的广播电台、收音机、留声机、电影、电台、雷达、无线电对讲等。

真空管收音机的内部结构（能够看到许多个真空管）

德·福雷斯特创造了三极管之后，很快堕入与弗莱明以及马可尼公司的专利官司。

两边彼此申述，弗莱明以为德·福雷斯特侵犯了自己的二极管专利，而德·福雷斯特则以为自己的改善很大，足以构成新的专利。官司打了好久，终究，两边达到宽和，彼此授权对方分娩二极管（三极管）。

其时，ATT公司计划制作一条衔接美国东西海岸的跨大陆电话线，急需处理信号扩大问题。在没有三极管之前，扩大信号只能用中继器，可是中继器的作用欠好，且本钱较高。

三极管的呈现，给ATT公司带来了新的选项。

1913年7月，通过一番讨价还价，ATT公司以39万美元的价格，买下了德·福雷斯特的三极管专利。

再后来，ATT认识到电子管这类根底研讨关于工业开展的重要作用，于1925年正式成立了“贝尔电话试验室公司”。这个公司，便是后来大名鼎鼎的贝尔试验室。

1912—1920年，美国西电公司（WesternElectric，简称WE）研发出具有实用性的球形电子三极管，发烧友称之为“洋葱头”电子管。

1924年，美国RCA公司（RadioCorporationofAmerica）研发出功率较高的三极真空电子管。这种古典管在榜首次国际大战中得到广泛应用。

1919年，德国的肖特基提出在栅极和正极间加一个帘栅极的主意。这个主意被英国的朗德在1926年完结。这便是后来的四极管。再后来，荷兰的霍尔斯特和泰莱根又创造了五极管。

到了20世纪40年代，估算机技能研讨进入高潮。人们发现，电子管的单导游通特性，能够用于规划一些逻辑电路（例如与门电路、或门电路）。所以，他们开端将电子管引进估算机范畴。

1946年，宾夕法尼亚大学的工程师埃克特和物理学家毛希利等人，一起研发出了真实意义上的榜首台通用型电子估算机——埃尼阿克（ENIAC）。

咱们应该都知道埃尼阿克。这台钢铁巨兽，运用了18000多只电子管，重130多吨，占地面积170多平方米，每秒钟可作5000屡次加法运算。之前的估算机须要2小时完结的估算使命，ENIAC只须要3秒钟，在其时可谓奇观。

上世纪50年代，电子管的开展达到了高潮。可是，跟着技能的前进，人们发现，电子管现已无法满意产品规划的需求。

一方面，电子管简略破损，故障率高，另一方面，电子管须要加热运用，许多能量都糟蹋在发热上，也带来了极高的功耗。

所以，人们开端考虑——是否有更好的方法，能够完结电路的检波、整流和信号扩大呢？

答案是必定的，所以人们敞开了晶体管的新纪元。

参考文献：

Leo的微电子学习笔记，黎翱白Leobai，B站；

从上海发迹的我国收音机百年史，戴辉；

从电子管到晶体管，解码科技史，央视；

真空二极管的作业原理，IC先生；

榜首块晶体管背面的故事，中科大胡不归；

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