電子管曾經是電子電路的主角,被廣泛應用在無線電、電子儀器等電路中,如收音機、電視機、示波儀等,它爲人類文明的進步做出了不可磨滅的貢獻。雖然晶體管的出現,以其優越的性能迅速在很多領域裏代替了電子管,但電子管的工作原理、研製思路、性能等仍然值得我們研究、學習,況且由於電子管負載能力強、線性性能優於晶體管、在高頻大功率區域的工作特性比晶體管要好,因此一些電路中仍然有其身影,比如一些老式的電視機中的顯像管,古董級的電子管收音機等。備受推崇的膽機以其優美的音色、音質令許多人歎爲觀止,關鍵是其使用了電子管,這是晶體管、集成電路無法比擬的,電路結構簡單,製作比晶體管機還方便,因此倍受歡迎。還有一些大功率無線電發射機、治療機、對撞機等仍廣泛使用電子管。因此有必要繼續研究電子管。作爲電子技術愛好者,知識沒有新舊,瞭解其基本結構、原理、用途對於我們研究電子電路大有裨益。

電子管收音機

顯像管電視機

膽機電子管發展簡史1.1883年偉大的發明家愛迪生在研製電燈時做了大量的試驗,一次他在真空電燈泡內部的炭絲附近安裝了一小結銅絲,想阻止炭絲的蒸發,但失敗了,他無意發現,沒有連接在電路里的銅絲中有了電流,當時愛迪生正在潛心研究電燈,沒有研究這個現象,但他爲這一發現申請了專利,叫做愛迪生效應。2.1904年,世界上第一隻電子二極管在英國物理學家費來明的手下誕生了,這樣使得愛迪生效應有了實用價值。費來明獲得了這項發明的專利。1907美國發明家德福雷斯特在二極管的燈絲和極板間巧妙的加入了一個極板,從而發明了具有放大作用的真空三極管。電子管定義:是一種在玻璃等氣密性封閉容器中產生電流傳導,利用電場對真空中的電子流的吸引作用,以獲得信號放大或振盪的電子器件。與晶體管相似的地方就是均有電場的參與,通過陽極(正極)、基極(柵極)控制電流的變化。不同之處是電子管的載流子僅僅是電子,而晶體管有空穴、電子兩種,當然還有其它許多不同之處。電子管最大的特點:管子是高度真空狀態,這樣做的目的是爲了保證不引起氣體電離,導致載流子性質發生變化,特性曲線變差,並且電極氧化壽命縮短。因此漏氣的電子管就是損壞的管子,不能繼續使用了。電子管的缺點是明顯的:體積大、功耗大、發熱量大,壽命短、結構脆弱,需要高壓電源。世界上第一臺計算機於1946年在美國賓夕法尼亞大學誕生,用了1.8萬個電子管,佔地167平方米,重達30噸,耗電150kw。電子管分類,同半導體器件一樣,聰明的人類根據需要製造出了多種多樣的電子管,以適應不同的條件,種類很多,分發很多。1.按電極數:三極管、四極管、五極管.....九極管、複合管,三極以上的電子管成爲多極管2.按冷卻方式:水冷、風冷、自然冷卻3.按內部結構:單二極管、雙二極三極管、單三極管等4.按屏蔽方式:銳截止屏蔽電子管、遙截止屏蔽電子管5.外形:瓶形玻璃管(ST)、橡實管、筒形玻璃管(GT)、大型玻璃管(G式管)、金屬瓷管、小型管(花生管或指形管)、塔形管(燈塔管)、超小型管(鉛筆型)6.陰極的加熱方式:直熱式(電流直接通過陰極使其達到熱電子發射狀態)、旁熱式(通過陰極旁的燈絲髮熱)7.用途:電壓放大管、功率放大、混頻或變頻、整流管、振盪管、檢波管、調諧指示、穩壓管電子管細分類1.空間電荷控制管:收信放大管、發射管、調製管、阻尼管、穩流管、整流管、穩壓管;2.電子束管:光電圖像器件(攝像管)、陰極射線管(示波管等)3.微波管:磁控管等4.光敏器件:光電管等5.離子管;輝光放電管6.其它;X射線管等。電子管內部結構1.陰極,發射電子的源泉;但是在常溫下陰極不會發射電子,需要對其加熱才能發射電子,這種通過加熱的方式進行發射電子叫做電子的熱發射。所有的電子管均是採用這種方式來發射電子的;2.燈絲:用來加熱陰極,直熱式的燈絲就是陰極,旁熱式的燈絲只負責加熱陰極;3.陽極:接收陰極發射的電子,外接電源正極。4.柵極:控制到達陽極的電子數量;還有抑制柵極、屏柵極;柵極、抑制柵極加負電壓,屏柵極加正電壓5.芯柱:支持管內的各個電極以及把各個電極引出管外;6.雲母片:固定電機和維持電極間的相對位置以及有防止管芯振盪的功能7.吸氣劑:用來吸收管內殘餘的氣體,使管內始終保持高真空狀態8.管底;管腳上裝引腳,實現電子管的固定、安裝,與外電路連接9.管殼:用來形成真空,固定內部結構

三極電子管結構電子管的引腳序號確定方法:具有定位鍵的電子管:首先把管底向上,然後以定位鍵左方的第一個爲1腳,其餘的依次按順時鐘方向確定即可。小型管:首先把小型管引腳向上,然後以引腳間距離最大的左方一個定爲1腳,其餘依次按順時鐘方向確定;

典型的雙三極管管腳圖電子管管腳識別技巧:電子管管內各電極是通過管腳與外部電路連接的,一旦接錯了管腳,會使電路無法工作,甚至燒燬管子。小七腳、小九腳管管腳排列:在電子管收音機、擴音機中,採用的電子管大多是七、八、九腳。其中常用的七腳管有6A2、6K4、6J1、6J2、6G2、6Z4等;常用的九腳管有6P1、6N1、6P14、6U1、6E1、6E2,由於這兩類管子都屬於玻璃外殼的小型管子,也稱爲指形管或花生管,而把它們的管腳稱爲小七腳、小九腳。這些管子的管腳朝向自己,有兩隻管腳之間的距離較大,我們稱這段較大距離爲缺口,把缺口左邊第一隻管腳數爲第一腳,然後按順時針方向依次爲第二、第三...。如上圖典型的雙三腳管管腳圖。八腳管,如6P6P、6J8P、5Z3P等,這些管子的管腳之間的距離是相等的,爲了防止插錯又設了一箇中心管鑰其定位作用,管鑰左邊第一個管腳爲第一腳,然後順時針方向依次爲第二腳....如上圖所示。四腳管、五腳管管腳排列,這些管子的管腳中有兩隻較粗,爲燈絲,把管腳超限自己,左邊的粗腳爲第一腳,然後按順時針方向依次爲第二腳.....電子管的命名方法分陰極射線管、收信放大管、發射管、光電管等命名方法不一。下面僅以常見的收信放大管說明由四部分組成:1234,1表示燈絲電壓(v)的數字,如有小數則取其整數部分。2.表示管子的類型,D-二極管(檢波),Z-二極管(小功率整流),H-雙二極管,6-雙二極管、三極管,B-雙二極管-五極管,C-三極管,N-雙三極管,F-三極-五極管,S-四極管,J-銳截止五極管和銳截止束射四極管,K-遙截止五極管,T-雙四極管或雙五極管,P-輸出五極管及輸出束射四極管,A-變頻管,U-三極-六極管-七極管-八極管,E-調諧指示管;3.表示同類產品序號的數字;4.表示結構形式的字母,p-玻璃管,k-陶瓷管,j-橡實管-小型管-無代號,超小型管-直徑大於11mm-g,直徑11-8mmb,直徑4mm-8mma,直徑<4mmr,鎖式管s,盤封管d如5Z4P:雙二極管整流管6N9P:間熱式雙三極管二極電子管二極電子管結構:陽極、陰極、燈絲、真空管組成,也叫真空二極電子管,是最先被髮明的。燈絲的作用是加熱陰極,使其內部熱運動增強,陰極是由金屬組成,我們知道金屬內的自由電子的運動受溫度影響較大,當溫度增加時會有自由電子從其表面逸出,這就叫做電子的熱發射,不同金屬的熱發射電子的能力不同,我們在陰極上塗抹容易發射電子的物質。當中陽極施加正電壓後,就會在陽極、陰極之間形成電場,電場方向由陽極指向陰極,陰極逸出的電子就會在電場力的作用下向陽極運動,這樣就形成了電流,電流方向由陽極指向陰極,與自由電子運動方向相反。當在陽極施加負電荷後,會阻擋電子的運動,這樣就不會形成電流,這就是二極電子管的工作原理,它有很好的單向導電性,這一點上比晶體二極管要強,但其可以通過的電流較小,陽極電壓較高。用它的這個特性可以用來整流,爲了發揮其整流效果,人們將陽極做成兩個這樣就可以組成雙二極管,共用一個陰極,可以用來做全波整流。

旁熱式二極電子管

三極電子管:在二極電子管的陽極和陰極之間靠近陰極的地方加裝第三電極g(柵極),就形成了三極管。利用柵極來控制陰極向陽極發射電子的數量。其和晶體三極管的對應關係:陰極相當於發射極,柵極相當於基極,陽極相當於集電極,其電路組成如同晶體三極管基本放大電路,不過柵極加的是負偏壓。三極電子管的缺點是極間電容大,放大係數低。

三極電子管

電子三極管放大電路四極管:如果真三極管的陽極和控制柵極之間,另加一個柵極就構成了四極管,這個柵極稱爲屏柵極,其上加固定的正電壓。四極管的缺點是陽極特性曲線存在下凹現象,使其工作範圍受到了影響,單一的四極管已經被淘汰了。五極電子管和束射四極管五極電子管是在三極管的基礎上,再增加兩個柵極,成爲具有三個柵極的電子管,g1稱爲控制柵極,g2稱爲屏柵極,g3稱爲抑止柵極。其特殊的結構使得極間電容減小,放大係數增加;束射四極管和五極電子管的不同之處是,它不用抑止柵極,而在陽極和屏柵極之間,裝置了一對和陰極相連的聚束板,使其具有較大的功率。複合電子管;將兩個或三個獨立的電子管合併裝在一個管殼內,就形成了複合管電子射線示波管,廣泛應用在電子示波儀中作爲顯示電學量變化的波形,分:電子槍、偏轉板、熒光屏,控制電子流運動軌跡的是電場;顯像管:電子槍、偏轉線圈、高壓極、熒光屏,控制電子流運動軌跡的是電場和磁場。

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