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電子管原理

來源：電子產品世界 2022-01-30 12:00:15

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電子管，三個字，字雖少，卻有納百川的氣度。你不信?由最基本的電子管——三極管衍生出的多種電信號放大器件、音頻功放器件有多少，你能想象出來嗎?而電子管的問世，又是如此奇特，不能不讓人驚嘆。

電子管作為一種最早期的電信號放大器件，是由被封閉在玻璃容器(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)引線被焊在管坐上制成。利用電場對真空中的控制柵極注入電子調制信號，并在陽極獲得對信號放大或反饋振蕩后的不同參數(shù)信號數(shù)據(jù)。早期應用于電視機、收音機擴音機等電子產品中。目前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。

電子管擁有三個最基本的極，第一是“陰極”(Cathode,以K代表)：陰極當然是陰性的，它是釋放出電子流的地方，它可以是一塊金屬板或是燈絲本身，當燈絲加熱金屬板時，電子就會游離而出，散布在小小的真空玻璃瓶里。第二個極是「屏極」(Plate，以P代表)，基本上它是電子管最外圍的金屬板，眼睛見到電子管最外層深灰色或黑色的金屬板，通常就是屏極。屏極連接正電壓，它負責吸引從陰極散發(fā)出來的電子(利用異性相吸的原理)，作為電子游離旅行的終點。第三個極為“柵極”(Gird,以G代表)，從構造看來，它猶如一圈圈的細線圈，就如同柵欄一般，固定在陰極與屏極之間，電子流必須通過柵極而到屏極，在柵極之間通電壓，可以控制電子的流量，它的作用就如同一個水龍頭一般，具有流通與阻擋的功能。

電子管原理之工作原理

簡單地說，就是燈絲對陰極加熱產生電子云，電子云在屏極高壓下向屏極運動，在陰極與屏極間還有柵極，柵極電壓的高低就控制了流向屏極電子量的多少。

將一支電子管拆開之後，繪於附圖之中，從下圖可知，當點亮燈絲，燈絲溫度逐漸升高，雖然是真空狀態(tài)，但燈絲溫度以輻射熱的方式傳導至陰極金屬板上，等到陰極金屬板溫度達到電子游離的溫度時，電子就會從金屬板飛奔而出。此時在電子是帶負電的，在屏極加上正電壓，電子就會受到吸引而朝屏極金屬板飛過去，穿過柵極而形成一電子流。柵極猶如一個開關，當柵極不帶電時，電子流會穩(wěn)定的穿過柵極到達屏極，當在柵極上加入正電壓，對于電子是吸引作用，可以增強電子流動的速度與動力;反之在柵極上加入負電壓，同性相斥的原理電子必須繞道才能到達屏極，若柵極的結構龐大，則電子流有可能全數(shù)被阻隔。

利用柵極可以輕易控制電子流的流量，將輸入訊號連接在柵極上，并且加入適當?shù)钠珘?，并且在屏極串上一個電阻，藉此即可達到訊號放大的目的。電子管也與晶體管一樣，具有多種放大形式(事實上，晶體管的放大形式是從電子管延伸過來的應用)，結合不同的電子材料如電阻、電感、變壓器以及電容等，就可以創(chuàng)造出千變萬化的電子產品。

觀察電子管的管壁內部可以看到一塊類似水銀的薄膜黏附在玻璃壁上，這是延長電子管壽命的設計。除了極少部份低壓電子管外(并非指工作電壓低，而是指電子管內部存在低壓氣體)，大部分的電子管必須抽真空才能正常工作。電子管的接腳為金屬腳，雖然以玻璃封裝，但玻璃與金屬接腳之間仍然有漏氣的機會。玻璃管內的金屬蒸鍍物(即消氣劑)，會與氣體進行作用，它存在的目的就在于吸收氣體，以維持電子管內部的真空度。這一層薄薄的金屬物氧化之後，會變成白色，表示電子管已經漏氣不行了，所以若打破電子管時，這一層蒸鍍物質也會變成白色，因此購買老電子管時，也要注意蒸鍍物的情況，像水銀一樣的為佳，若開始蒼白、剝落時，就表示這支電子管已經邁入老年了。

電子管原理之與晶體管的區(qū)別

也許很多人認為，晶體管有諸多優(yōu)于電子管的地方。比如，①晶體管的構件是沒有消耗的，晶體管的壽命一般比電子管長100到1000倍。②晶體管消耗電子極少，僅為電子管的十分之一或幾十分之一。③晶體管不需預熱，一開機就工作。電子管設備就做不到這一點，開機后，必須要得等一會兒才聽得到聲音，看得到畫面。顯然，在軍事、測量、記錄等方面，晶體管是非常有優(yōu)勢的。④晶體管結實可靠，比電子管可靠100倍，耐沖擊、耐振動，這都是電子管所無法比擬的。另外，晶體管還特別適合用作開關。

但是，電子管功放的音質明顯優(yōu)于晶體管功放。

晶體管功放聽起來高頻、中高頻有偏多感覺，低頻感覺偏少，晶體管功放聽起來聲音較硬，特別是低頻聲不夠柔和，而高頻聲又顯得尖刺、發(fā)燥，聽起來有時感到高頻段存在著交越畸變。當頻率增高而音量又很大時，這些現(xiàn)象就更加明顯。但晶體管功放的動態(tài)大、速度快，特別適宜于表現(xiàn)動態(tài)大一些的音樂。至于表現(xiàn)槍炮和雷電聲當然更優(yōu)于電子管功放了。

因此，如果你要弄一套家庭影院，那么，功放最好選擇晶體管的。但如果你喜歡欣賞純音樂(包括歌曲)，那么就選擇電子管，聽起來比較柔和，聲音有溫暖的感覺。

關鍵詞：電子管電子管原理