电子相关器件的发展史

电子相关器件的发展史——电子管的历史

1884年，当爱迪生在研究白炽灯泡时，在白热的灯丝间插入了一个金属片。他发现电流从灯丝的正极流到金属片，而不是从负极流出。他对此并不理解，将它作为阴暗问题。无意识的，其实他已经制成了第一个二极管。

后来，英国的弗莱明，爱迪生之前的助手，开始投身于为马可尼设计无线电广播发射机。1904年，弗莱明意识到二极管可以将交流电转化为直流电，并且将其运用到了他的无线电检波器中。弗莱明将这一装置称为热离子管，因为它是使用热量控制电流和水阀控制水流的原理一样。在美国这项发明成为人们熟知的真空管。

在德国，亚瑟•威乃也研究热电子发射。1904年1月他申请了电子管将交流电转化为直流电的专利。但他忽略了提及电子管可以应用在无线电波检波器装置中，所以未能将专利卖出，直至弗莱明申请了他的专利才启发了他。

1906年福利斯特（1873-1961）在弗莱明的电子管的基础上做了改良，增加了第三个元件，由此产生了三极管。这就成就了一个更好的无线电检波器，但和爱迪生一样，他并未意识到他的发明蕴含的巨大潜能；他的装置被称为“三极管”可以产生可被扩大很多的电流。

1912年，阿姆斯壮意识到费斯特的工作原理，他使用三极管发明了再生电路，不仅可以接收无线电信号并且可以将之放大到可传播至扬声器并且无需使用耳机即可收听。

二极管常被用于制作聚焦圆筒，将一个放置在另一个的一侧。阴极放出电子阳极收集电子。弗莱明的热离子管被升温至4，532°F，产生了大量的热。福利斯特在阳极和阴极间放置了一个栅极，电子就从三极管的栅极通过，同时也包含了大量的电流。

这些早期的真空管被称为柔性管。它们并不是最好的真空管甚至里边还存有空气，降低了它的使用寿命。1915年朗缪尔设计了一个更有效的真空管。有了改良的真空管，使用寿命延长了并且性能也更加稳定。改良过的真空管称为高真空电子管它们的总该工作温度下降到3，632°F。1922年由于引进了新的元件，温度再次下降，为1，832°F。间接加热改进了真空管的效率。

三极管将频率限制在低于一百万赫以内。1927年美国物理学家赫尔（1880-1966）发明了四级管来消除高频震荡，改进频率范围。一年以后发明了五级真空管，使用低电压改进性能，成为了使用最广的真空管。

在接下来的很多年中，很多的真空管都曾被使用过。低压/低功率的真空管应用于无线电接收机赫尔早期的数字电脑中。光电管应用于音响设备，对电影的录音和音频提取成为可能。阴极射线管可集中电子束，由此发明了示波器、电视和照相机。微波电子管应用于雷达，

早期的宇宙通信和微波炉。存储管可用于存储和检索数据，在电脑发展过程中是必不可少的。

尽管有很多的优点，真空管也有很多的不足：它非常脆弱而且寿命很短，体积很大，并且要想操作这些发热元件必需很大的功率。继真空管以后，1948年沃尔特•豪泽•布喇顿、约翰•布拉顿和威廉•肖克莱又发明了晶体管。它不克服了上述的缺点。1960年以后微小的清量型低电压晶体管在商业上变得可能并且在应用上取代了大多数的真空管，但随着1990s 显微镜真空管的出现，真空管才再次应用与电子设备。

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