電子管常識(shí)介紹

一、熱電子發(fā)射

在電工學(xué)里，有關(guān)電流的定向是這樣的：電子的定向運(yùn)動(dòng)形成了電流，那么，這電子又從何而來呢？我們知道，在電子理論當(dāng)中，有一個(gè)“熱電子的發(fā)射”的現(xiàn)象，說的是，在金屬原子中，牌原子核最外層的電子由于原子核對(duì)其的吸引導(dǎo)力較小，有的是可以在原子間移動(dòng)的，這就是我們說的自由電子。盡管其可以移動(dòng)，受原子核的吸引力也較小，但仍不足以離開金屬表面，但我們又同時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度增高時(shí)，這些自由電子的運(yùn)動(dòng)速度增大，動(dòng)能會(huì)增加，當(dāng)其動(dòng)能大于所需逸出力時(shí)，電子會(huì)克服原子核的引力而飛離金屬表面，這就是“熱電子發(fā)射”現(xiàn)象。


二、電子管的陰極


1、陰極的種類


電子管中發(fā)射電子物體稱為陰極，早期的電子管的陰極種類不多，現(xiàn)在由于科技的進(jìn)步，陰極的種類變得越來越多了，但像碳化陰極、氧化物陰極、鎢陰極等仍占主流地位。


鎢陰極：顧名思義，這是用鎢絲做的陰極，它需要在2300攝氏度左右才會(huì)發(fā)射較多電子，很顯然要達(dá)到這樣溫度能量的消耗會(huì)很大的，但鎢是很穩(wěn)定的元素，所以它的穩(wěn)定性好，且壽命也長，所以多用于大功率發(fā)射管中。


碳化陰極：它是在鎢絲上敷以碳和氧化釷制成的陰極，它約在1700攝氏度左右發(fā)射電子，與鎢陰極相比，它的能耗低，但穩(wěn)定性不如鎢陰極且不能工作在高屏壓，因此多用于中等功率發(fā)射管。


氧化物陰極：它是將鍶、鈣、鋇等氧化物涂在鎳絲上而制成的陰極，在大約800攝氏度左右可發(fā)射較多電子，這種陰極較前2種的發(fā)射電流會(huì)大很多，但同時(shí)又有工作不穩(wěn)定、不能工作于高屏壓、易受正離子沖擊而損害的缺點(diǎn)，所以多用于收訊管或作小功率電子管，發(fā)燒友用的電子管也多為氧化物陰極電子管。


2、直熱式陰極與間熱式陰極


電子管的陰極除了所用材料不同，加熱的方式也有不同方式，左邊的圖已經(jīng)很形象地描繪出這兩種方式的不同。


直熱式陰極：陰極就是加熱用的燈絲，很顯然，要穩(wěn)定工作，它只適合采用直流供電，以前很多機(jī)器就是采用干電池供電（甲、乙電），因?yàn)槿绻捎媒涣麟姽╇?，?huì)出現(xiàn)較大的交流聲。


間熱式陰極：陰極與燈絲是分開的，它是利用加熱燈絲，利用燈絲的高溫去烘烤陰極從而完成電子發(fā)射任務(wù)。通常，陰極做成圓筒狀，燈絲置于筒中，這樣加熱的效率高，加熱也均勻。


三、二極管


二極管當(dāng)然是只有二個(gè)電極的電子管，即一個(gè)陰極一個(gè)屏極（陽極）。裝在一個(gè)高度真空的玻璃或金屬管內(nèi)而成，此時(shí)的陰極用于發(fā)射電子，陽極用于收集電子。


二極管有一個(gè)很特別的特性，即當(dāng)陽極電壓較低時(shí)，陰極盡管在不停地發(fā)射電子，但是此時(shí)除很少的電子會(huì)到達(dá)陽極外，更多的電子是聚集在陰極周圍，當(dāng)陽極電壓足夠高時(shí)，這些電子會(huì)全部飛向陽極（屏極），屏流也最大，但陽極加上負(fù)電壓時(shí)（低于陰極電壓），電子不會(huì)流向屏極（同性相斥），當(dāng)然也就沒有屏流了，這就是二極管的單向?qū)щ娦?。也正由于此，它可用作交流電的整流和交流信?hào)的檢波。


四、三極管


三極管是在二極管的基本上多了一個(gè)電極，即在陰極及陽極間加了一個(gè)柵極就構(gòu)成了三極管，在二極管中，我們發(fā)現(xiàn)改變陽極電壓可改變屏流，但在三極管中，由于柵極較陽極更靠近陰極，這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)即使對(duì)柵極和陽極的電壓作同樣的改變，柵極對(duì)屏流的影響都遠(yuǎn)大于陽極對(duì)屏流的影響，也就是說柵極電壓一個(gè)微小的變化，都會(huì)造成屏流的極大變化，正像晶體管中基極電壓一個(gè)微小的變化都會(huì)造成集電極電流極大變化一樣，對(duì)晶體管而言，這表明晶體管基極對(duì)集電極的控制作用，這個(gè)作用的大小（比率）就是晶體管的放大能力（β值），同樣三級(jí)電子管這種柵壓對(duì)屏流的控制能力，也有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的名詞：跨導(dǎo)，這也是三極電子管一項(xiàng)非常重要的參數(shù)。


五、四極管、五極管


1、四極管


針對(duì)三極管放大因數(shù)不夠大，屏柵極間電容大，管子不適合高頻電路應(yīng)用的問題，人們又在三極電子管的基本上，發(fā)明了四極管，具體構(gòu)造是在柵極與屏極之間加入一個(gè)電子極，稱為簾柵極，它通常由金屬絲燒制，好處是屏柵之間的電容減小了，放大倍數(shù)也增加了（柵極對(duì)屏流的控制作用）。


而為解決四極管屏流不夠大的問題，人們又發(fā)明了束射四極管，盡管電極數(shù)沒有增加，但內(nèi)部電極的排列、形狀還是作了變化，以致使得束射四極管具有屏流大、簾柵電流小的特點(diǎn)，可用于功率輸出較大的場(chǎng)合。


2、五極管


四極管在工作時(shí)也有致命的一些缺點(diǎn)，如二次電子發(fā)射，屏流也因此在某些范圍下降，所以為防止這種現(xiàn)象，設(shè)計(jì)者又在簾柵極與屏極之間加了一個(gè)控制柵極，這就成了一只五極管，它較好地解決了四極管二次電子發(fā)射的問題。


五極管的跨導(dǎo)與三極管相似，內(nèi)阻大、放大因數(shù)可達(dá)數(shù)千倍是它的優(yōu)點(diǎn)。而五極管中的遙截止五極管（變頻管），是比較另類的五極管，它的柵極的結(jié)構(gòu)及繞法比較講究，成品管多用于收音機(jī)中的帶自動(dòng)音量控制的中頻放大電路。


六、復(fù)合管及其它


復(fù)合管是指將不只一個(gè)的電子管功能的管芯封裝于一個(gè)殼體內(nèi)的電子管的統(tǒng)稱，它可以是雙極管、雙三極管等等。


同樣這種復(fù)合的概念也引入到其它的電子管中，如以前超外差式收音機(jī)變頻電路中常用的多柵電子管，即一個(gè)電子管中有二個(gè)、三個(gè)甚至四個(gè)以上柵極的電子管。


此外，作為電子管的一個(gè)分支，還有用于顯示用的影示管（貓眼），多用圖形的變化、色彩來顯示電路信號(hào)電平、音量等的大小，當(dāng)然還有用于穩(wěn)壓的輝光放電管等等。