电子管*概述

　　电子管又称真空管，是一种在气密性封闭容器(一般为玻璃管)中产生电流传导，利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号放大或振荡的电子器件。电子管，是一种*早期的电信号放大器件。1904年,英国弗莱明发明的二级管,获得了这项发明的**权。标志着世界从此进入了电子时代。被封闭在玻璃容器(一般为玻璃管)中的阴极电子发射部分、控制栅极、加速栅极、阳极(屏极)引线被焊在管坐上。利用电场对真空中的控制栅极注入电子调制信号，并在阳极获得对信号放大或反馈振荡后的不同参数信号数据。早期应用于电视机、收音机扩音机等电子产品中，近年来逐渐被半导体材料制作的放大器和集成电路取代，但目前在一些高保真的音响器材中，仍然使用低噪声、稳定系数高的电子管作为功率放大器" target="_blank" href="http://www.dz-z.com/product/detail/11802353.html">音频功率放大器件(香港人称使用电子管功率放大器为“煲胆”)。

　　*简单的电子管是二极管，它有两个极(阴极和阳极，有的灯丝还兼作阴极)，阴极有发射电子的作用，阳极有接收电子的作用，并有单向导电的特性，可用作整流和检波。增加一个栅极就成了三极管，栅极能控制电流，栅极上很小的电流变化，能引起阳极很大的电流变化，所以，三极管有放大作用。当然还有多极管，它是在三极管内增加了一个或几个网栅(称为控制栅)，主要是增加控制作用。晶体管是一种半导体器件，晶体二极管有负极和正极(相当于电子二极管的阴极和阳极)，作用与电子管三极管相同;晶体三极管有三个极：集电极、基极、发射极(分别对应于电子管的阳极、栅极和阴极)，主要用于放大电路和开关电路。晶体管的体积已比电子管缩小了许多许多，当年用电子管做的有几间屋子大的计算机，用晶体管已缩小为几个机柜了。集成电路是把由晶体管、电阻、电容等等器件组成的电路做到一个模块内，称为集成块。随着科技的发展，集成块的体积越来越小，包含的电路越来越多。所以计算机又由几个机柜的大小，缩小成一个机箱或“笔记本”，甚至更小，而且，功能还扩大了许多许多。

　　近两年，“胆”的概念出现在PC多媒体音频领域，遂出现了“胆”音箱、“胆”耳放等设备。胆管实际上就是电子管，也叫“真空管”，而以电子管为放大核心的功放则为胆机。胆放大和现在一般采用的晶体管放大有什么不同呢?电子管放大器是一种“电压”放大器，而晶体管放大器是一种“电流”放大器，他们的工作机理不同。电子管的信号失真特性远远大于晶体管，电子管放大电路中，信号的偶次谐波失真大，奇次谐波失真小，晶体管正好相反。人耳对于偶次谐波是比较喜欢的，基音的偶次谐波越多，表现出的听觉感受就越“温暖、柔和”也就是人们说的“听感好”。奇次谐波正好相反，听觉感受上表现出“生硬、刺耳”等感觉，实际上就是现在人们常说的“金属声”。

　　电子管*表示

　　电子管在电器中用字母“V”或“VE”表示，旧标准用字母“G”表示。

　　电子管*分类

　　(一)按用途分类

　　电子管高周波机使用的电子管

　　按其用途的不同可分为电压放大管、功率放大管、充气管、闸流管、引燃管、变频管、整流管、检波管、调谐指示管(电眼)、稳压管等。

　　(二)按电极数分类

　　电子管按其电极数的不同可分为电压放大管、三极管、四极管、五极管、六极管、七极管、八极管、九极管和复合管等。三极以上的电管又称为多极管或多栅管。

　　(三)按外形分类

　　电子管按其外形及外壳材料可分为瓶形玻璃管(ST管)、“橡实”管、筒形玻璃管(GT管)、大型玻璃管(G式管)、金属瓷管、小型管(也称花生管或指形管、MT管)、塔形管(灯塔管)、超小型管(铅笔形管)等多种。

　　(四)按内部结构分类

　　电子管按其内部结构可分为单二极管、二极管、双二极三极管、双二极管极管、单三极管、功率五极管、束射四极管、束射五极管、双一极管、二极——五极复合管、又束射四极管、三极-五极复合管、三极-六极复合管、三极-七极复合管、束射功率各处室等多种类型。

　　(五)按阴极的加热方式分类

　　电子管按阴极的加热方式可分为直热式阴极电子管(电流直接通过阴极使其达到热电子发射状态)和旁热式阴极电子管(通过阴极旁的灯丝加热阴极)。

　　(六)按屏蔽方式分类

　　电子管按屏蔽方式可分为锐截止屏蔽电子管和遥截止屏蔽电子管。

　　(七)按冷却方式分类

　　电子管按冷却方式可分为水冷式电子管、风冷式电子管和自然冷却式电子管。

　　电子管*类型介绍

　　下面的讨**于真空式电子管

　　二极管：

　　考虑一块被加热的金属板，当它的温度达到摄氏800度以上时，会形成电子的加速运动，以至能够摆脱金属板本身对它们的吸引而逃逸到金属表面以外的空间。若在这一空间加上一个十几至几万伏的正向电压(在上面说到的显像管，阳极上就加有7000--27000伏的高压)，这些电子就会被吸引飞向正向电压极，流经电源而形成回路电流。

　　二极管

　　把金属板(阴极)，加热源(灯丝)，正向电压极板(阳极)封装在一个适当的壳里，即上面说的玻璃(或金属，陶瓷)封装壳，再抽成几近真空，就是电子二极管。二极管当然是只有二个电极的电子管，即一个阴极一个屏极(阳极)。装在一个高度真空的玻璃或金属管内而成，此时的阴极用于发射电子，阳极用于收集电子。

　　需要说明的是由于制造工艺，杂质附着以及材料本身等原因，管内会残留微量余气，成品管都在管内涂敷了一层吸气剂。吸气剂一般使用掺氮的蒸散型锆铝或锆钒材料。目前除特殊用途外(如超高频和高压整流等)，为便于使用和增加一至性，均为两只二极管，或二极三极，或三极三极以及二极五极等合装在一个管壳内，这就是复合管。

　　二极管有一个很特别的特性，即当阳极电压较低时，阴极尽管在不停地发射电子，但是此时除很少的电子会到达阳极外，更多的电子是聚集在阴极周围，当阳极电压足够高时，这些电子会全部飞向阳极(屏极)，屏流也*大，但阳极加上负电压时(低于阴极电压)，电子不会流向屏极(同性相斥)，当然也就没有屏流了，这就是二极管的单向导电性。也正由于此，它可用作交流电的整流和交流信号的检波。

　　三极管

　　二极管的结构决定了它的单向导电的性质，当在阴极与阳极之间再加上一个带适当电压的极点，这个电压就会改变阴极的表面电位，从而影响了阴极热电子飞向阳极的数量，这就是调制极，一般是用金属丝做成螺旋状的栅网，所以又把它称为栅极。这就是阀门功能了。由此可以知道，当作为被放大的信号电压加在栅极----阴极之间时，由于它的变化必然会使阳极电流发生相应的变化，又由于阳极电压远高于阴极，因此栅阴极间微小的电压变化同样能使阳极产生相应的几十至上百倍的电压变化，这就是三极管放大电压

　　三极管是在二极管的基本上多了一个电极，即在阴极及阳极间加了一个栅极就构成了三极管，在二极管中，我们发现改变阳极电压可改变屏流，但在三极管中，由于栅极较阳极更靠近阴极，这时会发现即使对栅极和阳极的电压作同样的改变，栅极对屏流的影响都远大于阳极对屏流的影响，也就是说栅极电压一个微小的变化，都会造成屏流的极大变化，正像晶体管中基极电压一个微小的变化都会造成集电极电流极大变化一样，对晶体管而言，这表明晶体管基极对集电极的控制作用，这个作用的大小(比率)就是晶体管的放大能力(β值)，同样三级电子管这种栅压对屏流的控制能力，也有一个标准的名词：跨导，这也是三极电子管一项非常重要的参数。

　　四极管

　　针对三极管放大因数不够大，屏栅极间电容大，管子不适合高频电路应用的问题，人们又在三极电子管的基本上，发明了四极管，具体构造是在栅极与屏极之间加入一个电子极，称为帘栅极，它通常由金属丝烧制，好处是屏栅之间的电容减小了，放大倍数也增加了(栅极对屏流的控制作用)。

　　纯粹意义的四极管只是在电子管的发展史上作为验证管出现过而没有进入实用，在商品功放里超过半数以上的机种用的是束射四极管。束射四极管全部是功率管，对功率管的要**产生尽可能大的阳极电流。束射四极管在电极的结构上做了一些特殊的安排，使其在保持和其它功率管体积差别不大的前提下，能够形成比其它功率管更大的阳极电流。

　　束射四极管的几个结构特点：

　　1. 阴极为椭圆型，这就增加了阴极的有效发射面积，从而增加了热电子的发射量。

　　2. 和三极管一样，在抑制栅极和阳极之间加有帘栅极，作用前面说过了。

　　3. 在帘栅极和和阳极之间加了一对弓型金属板(说到重点了，注意下面的表述)，这就是集束屏。集束屏在管内和阴极相连即与阴极等电位，它迫使已经越过帘栅极的电子流只能沿弓型金属板的开口方向成束状射向阳极。

　　而为解决四极管屏流不够大的问题，人们又发明了束射四极管，尽管电极数没有增加，但内部电极的排列、形状还是作了变化，以致使得束射四极管具有屏流大、帘栅电流小的特点，可用于功率输出较大的场合。

　　五极管

　　四极管在工作时也有致命的一些缺点，如二次电子发射，屏流也因此在某些范围下降，所以为防止这种现象，设计者又在帘栅极与屏极之间加了一个控制栅极，这就成了一只五极管，它较好地解决了四极管二次电子发射的问题。

　　五极管的跨导与三极管相似，内阻大、放大因数可达数千倍是它的优点。而五极管中的遥截止五极管(变频管)，是比较另类的五极管，它的栅极的结构及绕法比较讲究，成品管多用于收音机中的带自动音量控制的中频放大电路。

　　复合管及其它

　　复合管是指将不只一个的电子管功能的管芯封装于一个壳体内的电子管的统称，它可以是双极管、双三极管等等。

　　同样这种复合的概念也引入到其它的电子管中，如以前超外差式收音机变频电路中常用的多栅电子管，即一个电子管中有二个、三个甚至四个以上栅极的电子管。

　　此外，作为电子管的一个分支，还有用于显示用的影示管(猫眼)，多用图形的变化、色彩来显示电路信号电平、音量等的大小，当然还有用于稳压的辉光放电管等等

　　电子管*阴极

　　1、阴极的种类

　　电子管中发射电子物体称为阴极，早期的电子管的阴极种类不多，现在由于科技的进步，阴极的种类变得越来越多了，但像碳化阴极、氧化物阴极、钨阴极等仍占主流地位。

　　钨阴极：顾名思义，这是用钨丝做的阴极，它需要在2300摄氏度左右才会发射较多电子，很显然要达到这样温度能量的消耗会很大的，但钨是很稳定的元素，所以它的稳定性好，且寿命也长，所以多用于大功率发射管中。

　　碳化阴极：它是在钨丝上敷以碳和氧化钍制成的阴极，它约在1700摄氏度左右发射电子，与钨阴极相比，它的能耗低，但稳定性不如钨阴极且不能工作在高屏压，因此多用于中等功率发射管。

　　氧化物阴极：它是将锶、钙、钡等氧化物涂在镍丝上而制成的阴极，在大约800摄氏度左右可发射较多电子，这种阴极较前2种的发射电流会大很多，但同时又有工作不稳定、不能工作于高屏压、易受正离子冲击而损害的缺点，所以多用于收讯管或作小功率电子管，发烧友用的电子管也多为氧化物阴极电子管。

　　2、直热式阴极与间热式阴极

　　电子管的阴极除了所用材料不同，加热的方式也有不同方式，左边的图已经很形象地描绘出这两种方式的不同。

　　直热式阴极：阴极就是加热用的灯丝，很显然，要稳定工作，它只适**用直流供电，以前很多机器就是采用干电池供电(甲、乙电)，因为如果采用交流电供电，会出现较大的交流声。

　　间热式阴极：阴极与灯丝是分开的，它是利用加热灯丝，利用灯丝的高温去烘烤阴极从而完成电子发射任务。通常，阴极做成圆筒状，灯丝置于筒中，这样加热的效率高，加热也均匀。

　　电子管*基本参数

　　1.灯丝电压：V;

　　2.灯丝电流：mA;

　　3.阳极电压：V;

　　4.阳极电流：mA;

　　5.栅极电压：V;

　　6.栅极电流：mA;

　　7.阴极接入电阻：Ω;

　　8.输出功率：W;

　　9.跨导：mA/v;

　　10.内阻： kΩ。

　　电子管*优缺点

���　由于电子管体积大、功耗大、发热厉害、寿命短、电源利用效率低、结构脆弱而且需要高压电源的缺点，现在它的绝大部分用途已经基本被固体器件晶体管所取代。但是电子管负载能力强，线性性能优于晶体管，在高频大功率领域的工作特性要比晶体管更好，所以仍然在一些地方(如大功率无线电发射设备)继续发挥着不可替代的作用。

　　电子管*选购方法

　　1.按用途合理选择电子管的类型

　　电子管的种类繁多，功能各异。选用时，应根据应用的电路的具体要求(例如，是电压放大管还是功率放大管)来选择合适的类型及型号。在功率放大器中，电压放大管可选用*、6N8P、6N11.12AX7.6922、6DJ8等型号;电压驱动管可选用12AU7.12AT7、6SN7.6DJ6.6CG7.6NP8.ECC82.6N6等型号;功率输出管可选用KT88.EL34、300B、6650C等型号。

　　2.根据电路要求选用电子管的主要参数

　　电子管在使用时应严格遵照产品手册中规定的各极电压值(包括灯丝电压、屏极电压和帘栅极电压等)。选用哪种型号的电子管，还应根据应用电路的工作电压值、电流值等参数而定。所选电子管的各极电压值应与应用电路的工作电压值相同或相近，否则会缩短电子管的使用寿命。

　　电子管*检测指南

　　一、外观检查

　　1.观察电子管顶部的颜色 正常的电子管，其顶部的颜色是银色或黑色。若顶部已变成乳白色或浅黑色，则说明该电子管已漏气或老化。

　　2.观察管内是否有杂物 轻轻摇动或用手指轻弹电子管玻壳，再上下颠倒几下仔细观察内是否有碎片、白色氧化物、碎云母片等杂物。若电子管内有杂物，则说明该管经过居中烈振动，其内部极间短路的可能性较大。

　　二、用万用表检测

　　1.测量灯丝电压 用万用表R×1档，测量电子管的两个灯丝引脚的电阻值，正常值只有几欧姆。若测得阻值为无穷大，则说明该电子管的灯丝已断。

　　2.检测电子管是否衰老 通过用万用表测量电子管阴极的发射能力，即可判断出电子管是否衰老。检测时，可单独为电子管的灯丝提供工作电压(其余各极电压均不加)，预热2min左右，用万用表R×100档，红表笔接电子管极阴，黑表笔接栅极(表内1.5V电池相当于给电子管加上正偏栅压)，测量栅、阴极之间的电阻值。正常的电子管，栅、阴极之间的电阻值应小于3kΩ。若测得电子管栅、阴极之间的阻值大于3 kΩ，则说明该电子管已衰老。该电阻值越大，电子管的衰老程度越严重。 [1]

　　电子管*保养方法

　　怎样延长电子管放大器的寿命

　　自70年代电子管放大器复出重登音响舞台以来，已占有一定市场，但目前的电子管音响产品中，电子管引起的故障--包括欧美电子管在内，并不少见，使人产生一种电子管寿命短的看法，然而这却往往并非电子管本身的问题，而是电路设计存在缺陷和使用上的问题。须知品质良好的电子管，还得有正确设计的电路，充分的散热，周到的避震。

　　在使用上，电子管要有良好的通风散热，温度的过热必然缩短电子管寿命，所以要尽可能使电子管保持较低的温度。电子管怕振动，所以采取防震措施尽量避免振动也是很重要的。若做到这两点，电子管的使用寿命至少可提高一倍。为此，电子管设备的周围要有适当的空间，尤其是它的上方，以便有良好的对流通风，可能的话可用风扇帮助散热。

　　电子管阴极在尚未达到要求温度即加上高压电源时，它的阴极将受到损害，同样会缩短电子管寿命。所以电子管设备若有预热装置的话，一定要使用，例如先开灯丝低压电源预热，后开缓慢施加高压电源。假如没有预热装置，那你不要急着将输入信号接入，可将音量关到*小，待先开机20～30分钟进行温机再使用。如果使用旁热式整流管供给整机高压，那正好提供了简单又有效的高压延时。另外，在正常使用时，不要频繁开关电源。

　　当然，如果对电子管电路进行正确的设计，避免错误运用，就能使电子管不致"英年早逝"，电子管使用数以千计的聆听时数应是正常的。电路设计中*常见的错误有电子管灯丝与阴极间的电位差过高、电子管屏极或帘栅极电压运用至*大值、电子管控制栅极悬空，电子管灯丝电压过低或过高、电子管安装位置不当造成电极过热及高压电源没有延时装置等。

　　电子管*前世今生

　　说起电子管的发明，我们首先得从“爱迪生效应”谈起。爱迪生这位举世闻名的大发明家，在研究白炽灯的寿命时，在灯泡的碳丝附近焊上一小块金属片。结果，他发现了一个奇怪的现象：金属片虽然没有与灯丝接触，但如果在它们之间加上电压，灯丝就会产生一股电流，趋向附近的金属片。这股神秘的电流是从哪里来的?爱迪生也无法解释，但他不失时机地将这一发明注册了**，并称之为“爱迪生效应”。后来，有人证明电流的产生是因为炽热的金属能向周围发射电子造成的。但*先预见到这一效应具有实用价值的，则是英国物理学家和电气工程师弗莱明。

　　此后不久，贫困潦倒的美国发明家德福雷斯特，在二极管的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板，从而发明了**只真空三极管.

　　这一小小的改动，带来了意想不到的结果.它不仅反应更为灵敏、能够发出音乐或声音的振动，而且，集检波、放大和振荡三种功能于一体.

　　因此，许多人都将三极管的发明看作电子工业真正的诞生起点.

　　电子管的问世，推动了无线电电子学的蓬勃发展.到1960年前后，西方国家的无线电工业年产10亿只无线电电子管.电子管除应用于电话放大器、海上和空中通讯外，也广泛渗透到家庭娱乐领域，将新闻、教育节目、文艺和音乐播送到千家万户.就连飞机、雷达、火箭的发明和进一步发展，也有电子管的一臂之力.

　　电子管*与晶体管的重要里程碑

　　1883年，发明大王托马斯·爱迪生正在为寻找电灯泡*佳灯丝材料，曾做过一个小小的实验。他在真空电灯泡内部碳丝附近安装了一小截铜丝，希望铜丝能阻止碳丝蒸发。但是他失败了，他无意中发现，没有连接在电路里的铜丝，却因接收到碳丝发射的热电子产生了微弱的电流。当时爱迪生正潜心研究城市电力系统，没重视这个现象。这个现象被称为"爱迪生效应"

　　1904年，世界上**只电子二级管在英国物理学家弗莱明的手下诞生了，这使爱迪生效应具有了实用价值。弗莱明也为此获得了这项发明的**权。

　　1907年，美国发明家德福雷斯特(De Forest Lee)，在二极管的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板，从而发明了**只真空三极管.

　　1947年，美国物理学家肖克利、巴丁和布拉顿三人合作发明了晶体管——一种三个支点的半导体固体元件.

　　1950年：威廉·邵克雷开发出双极晶体管(Bipolar Junction Transistor)，这是现在通行的标准的晶体管。

　　1953年：**个采用晶体管的商业化设备投入市场，即助听器。

　　1954年10月18日：**台晶体管收音机Regency TR1投入市场，仅包含4只锗晶体管。

　　1961年4月25日：**个集成电路**被授予罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)。*初的晶体管对收音机和电话而言已经足够，但是新的电子设备要求规格更小的晶体管，即集成电路。

　　1965年：摩尔定律诞生。当时，戈登·摩尔(Gordon Moore)预测，未来一个芯片上的晶体管数量大约每年翻一倍(10年后修正为每两年)，摩尔定律在Electronics Magazine杂志一篇文章中公布。

　　1972年，英特尔发布了**个8位处理器8008。

　　1978年：英特尔标志性地把英特尔8088微处理器销售给IBM新的个人电脑事业部，武装了IBM新产品IBM PC的**大脑。16位8088处理器为8086的改进版，含有2.9万个晶体管，运行频率为5MHz、8MHz和10MHz。8088的成功推动英特尔进入了财富(Forture) 500强企业排名，《财富(Forture)》杂志将英特尔公司评为“七十大商业奇迹之一(Business Triumphs of the Seventies)”。

　　1982年：286微处理器(全称80286，意为“**代8086”)推出，提出了指令集概念，即现在的x86指令集，可运行为英特尔前一代产品所编写的所有软件。286处理器使用了13400个晶体管，运行频率为6MHz、8MHz、10MHz和12.5MHz。

　　2003年3月12日：针对笔记本的英特尔·迅驰·移动技术平台诞生，包括了英特尔*新的移动处理器“英特尔奔腾M处理器”。该处理器基于全新的移动优化微体系架构，采用英特尔0.13微米制程技术生产，包含7700万个晶体管。

　　2005年5月26日：英特尔**个主流双核处理器“英特尔奔腾D处理器”诞生，含有2.3亿个晶体管，采用英特尔**的90纳米制程技术生产。