发布时间:2025-01-19 11:01:28
电子管,又名真空管或胆管,其起源可追溯至1883年,由发明家托马斯·爱迪生在实验中偶然发现的“爱迪生效应”。当灯丝加热后,表面的电子因热运动而逸出,被附近未通电的铜丝捕获,产生电流。但爱迪生并未意识到这一效应的用途,仅将其作为专利申请。
1884年,英国物理学家约翰·安布罗斯·弗莱明访问美国,与爱迪生会面并展示了爱迪生效应,对其产生深刻印象。弗莱明对无线电磁学有深入研究,但当时的他并未立即认识到爱迪生效应的应用价值。直到19世纪末,弗莱明在改进无线通信系统时,遇到了信号接收难题,他考虑是否能利用爱迪生效应设计新型检波器,于是于1904年成功制造出世界上第一只真空电子二极管,即弗莱明阀。
弗莱明的二极管结构简单,包含一个加热后能发射电子的阴极和一个接收这些电子的阳极,整个装置置于真空环境中,以避免气体电离对电子流动的干扰。二极管的出现解决了检波和整流的需求,但仍有改进空间。
1906年,德福雷斯特在真空二极管基础上,加入栅板,发明了真空三极电子管,其栅极通过微小电流控制阳极电流变化,实现信号放大功能,成为电子工业中的里程碑事件。三极管集检波、放大和振荡功能于一体,为电子技术的发展奠定了基础。
德福雷斯特的发明吸引了美国通信巨头AT&T公司的关注,1913年,AT&T以39万美元的价格购得三极管专利。随后,AT&T成立了贝尔实验室,专注于基础研究,推动了电子管技术的发展。从1912年到1920年,美国西电公司和RCA公司相继研制出实用性的球形电子三极管和效率较高的三极真空电子管。
20世纪40年代,随着计算机技术研究的高潮,人们发现电子管的单向导通特性可用于逻辑电路设计,并将其引入计算机领域。1946年,宾夕法尼亚大学的工程师埃克特等人研制出第一台通用型电子计算机——埃尼阿克,这标志着电子管在计算领域的应用。
然而,电子管存在易破损、故障率高、能量损耗大等问题,促使人们寻求更好的电路解决方案。下期将介绍晶体管的发明与应用。