電子管簡介與內(nèi)部結(jié)構(gòu)

電子管

電子管，是一種最早期的電信號(hào)放大器件。被封閉在玻璃容器(一般為玻璃管)中的陰極電子發(fā)射部分、控制柵極、加速柵極、陽極(屏極)引線被焊在管基上。利用電場對真空中的控制柵極注入電子調(diào)制信號(hào)，并在陽極獲得對信號(hào)放大或反饋振蕩后的不同參數(shù)信號(hào)數(shù)據(jù)。早期應(yīng)用于電視機(jī)、收音機(jī)擴(kuò)音機(jī)等電子產(chǎn)品中，近年來逐漸被半導(dǎo)體材料制作的放大器和集成電路取代，但在一些高保真的音響器材中，仍然使用低噪聲、穩(wěn)定系數(shù)高的電子管作為音頻功率放大器件(香港人稱使用電子管功率放大器為“膽機(jī)”)。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1.電子管的陰極陰極是用來放射電子的部件, 分為氧化物陰極和碳化釷鎢陰極。一般來說氧化物陰極是旁熱式的, 它是利用專門的燈絲對涂有氧化鋇等陰極體加熱, 進(jìn)行熱電子放射。壽命一般在1000 ～ 3000 小時(shí)。碳化釷鎢陰極一般都是直熱式的,通過加熱即可產(chǎn)生熱電子放射, 所以它既是燈絲又是陰極。理論上碳化釷鎢陰極比氧化物陰極壽命長得多, 一般在2000 ～ 10000 小時(shí)以上。大功率發(fā)射管應(yīng)用最為廣泛的是碳化釷鎢陰極, 氧化物陰極一般在輸出功率為1kW 以下的發(fā)射管中應(yīng)用 [1] 。近年來采用網(wǎng)狀陰極的大功率發(fā)射管較多。網(wǎng)狀陰極是用較細(xì)的釷鎢絲做成圓筒狀, 其優(yōu)點(diǎn)是:1)由于它用很多根釷鎢絲編成, 所以導(dǎo)流系數(shù)較大。2)易于實(shí)現(xiàn)較小的陰柵間距, 有利于提高跨導(dǎo)。3)由于燈絲是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu), 單根燈絲的電流較小, 局部磁場較弱, 從而陰極電流所產(chǎn)生的交流聲也較小 [1] 。2.電子管的柵極電子管的柵極根據(jù)它們在管中所起的作用不同分為一柵、二柵, 有時(shí)也稱為控制柵、簾柵。第一柵的主要作用是控制陰極電流, 二柵的作用是屏蔽板極對第一柵的影響。柵極結(jié)構(gòu)關(guān)系到本身的機(jī)械強(qiáng)度和散熱效果, 關(guān)系到管子可否穩(wěn)定工作。為了減小電子的渡越時(shí)間, 柵陰間距作的很短甚至不到1mm , 因此廠商多采用機(jī)械強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)高、輻射系數(shù)好以及熔點(diǎn)高的材料來做柵極, 以閉免在很小的間距下發(fā)生熱碰極。一柵和二柵應(yīng)嚴(yán)格對柵, 這樣簾柵對電子截獲小, 可減小簾柵耗, 改善電流分配提高性線 [1] 。3.電子管的陽極陽極是收集陰極發(fā)射出來的大部分電子的電極。電子管工作時(shí), 由于電子管轟擊板極表面, 以及其它電極的熱輻射, 在板極產(chǎn)生大量熱能, 因其板極的耗散功率密度是每平方厘米幾十瓦到幾百瓦, 這樣大的功率密度采用自然輻射或傳導(dǎo)的冷卻已不能勝任。故須采用強(qiáng)制冷卻方式。常用的有風(fēng)冷、水冷和蒸發(fā)冷卻等。

優(yōu)缺點(diǎn)

由于電子管體積大、功耗大、發(fā)熱厲害、壽命短、電源利用效率低、結(jié)構(gòu)脆弱而且需要高壓電源的缺點(diǎn)，它的絕大部分用途已經(jīng)被固體器件晶體管所取代。優(yōu)點(diǎn):1、電子管負(fù)載能力強(qiáng)2、線性性能優(yōu)于晶體管3、工作頻率高4、高頻大功率領(lǐng)域的工作特性要比晶體管更好所以仍然在一些地方(如大功率無線電發(fā)射設(shè)備，高頻介質(zhì)加熱設(shè)備)繼續(xù)發(fā)揮著不可替代的作用。