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電子管​結(jié)構(gòu)及種類和在儀表應(yīng)用中的歷史

電子管又稱回管，是一種在器閉的坡調(diào)管或金解管內(nèi)產(chǎn)生電流傳導，并通過電場對處于直空或特殊稀薄氣體中的電子流進行有效控制，以完成整流，檢波，信號放大或振蕩等任務(wù)的電子器件，電子管是第二代電子技術(shù)的主要器件，它歷史悠久，目前在高保真音響器材、廣謹電臺發(fā)射機等設(shè)備上仍發(fā)擇著獨特的作用。

石英晶體振蕩器簡稱晶振，采用高品質(zhì)的人造石英晶體材料制造，是一種專用于穩(wěn)定頻率和選擇頻率的電譜振元件，陶譽流波器采用壓電陶瓷材料制適，具有“選頻”特性，是專用于各種濾波電路的電譜振元件，由于兩者《包括前面已介紹過的壓電陶譽片)均依單自身材料的“壓電效應(yīng)原理工作，所以可筑稱為壓電元件。

歷史悠久的電子管

電子管(英文名稱electron tube)在港臺地區(qū)通稱“膽”,是一種在密閉的玻璃管或金屬管內(nèi)產(chǎn)生電流傳導，并通過電場對處于真空或特殊稀薄氣體中的電子流進行有效控制，以完成整流、檢波、信號放大或振蕩等任務(wù)的電子器件。因電子管的密閉管殼內(nèi)除了被抽成真空外，還有一些管殼內(nèi)被充入了少量的惰性氣體或汞蒸氣，所以電子管有真空管(vacuumtube)和充氣管(gas filled tube)之分。常用電子管絕大多數(shù)為真空管。

電子管作為一種歷史悠久的電子器件，在電子技術(shù)的發(fā)展過程中，做出過很大貢獻。后來由于半導體器件的問世及快速發(fā)展，電子管逐步讓位并退出越來越多的領(lǐng)域。目前在一些高保真音響器材中，仍然使用電子管作為音頻功率放大器件，尤其受到音響“發(fā)燒友”的追捧和青睞。

結(jié)構(gòu)及特性

電子管的種類很多，用途也各不相同。但由于它們幾乎都是利用電場對真空中的自由電子傳輸進行有效控制的器件，所以盡管在結(jié)構(gòu)上各有特點，但其基本部件卻有許多相同之處，大體上都是由基座、加熱燈絲、電極和管殼組成。其中，電極是電子管的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，通常有陰極、屏極和柵極3種電極，它們都是由各種不同的金屬或合金(如鎳、鉬、鎢、鉻、銅、鐵及其合金)制成。

圖所示是常用小型電子管的結(jié)構(gòu)圖。由圖可知，陰極位于電子管的中央，為鋸齒形或圓筒形狀，其任務(wù)是被燈絲加熱后發(fā)射電子。屏極(亦稱陽極或板極)位于各電極的最外層，有平板形、矩形、圓筒形和橢圓形等幾種，其任務(wù)是接收從陰極發(fā)射來的電子，形成屏極電流。柵極是用很細的金屬絲或金屬網(wǎng)做成的圓筒形、橢圓形或矩形柵欄，它位于陰極與陽極之間，其作用是控制從陰極發(fā)射出來、并最終到達屏極的電子數(shù)量，實現(xiàn)最基本的放大電壓信號功能。

圖小型電子管結(jié)構(gòu)圖

不同類型的電子管，柵極的層數(shù)也不同，三極管只有一個柵極(即控制柵極)。在三極管的柵極和屏極間加入一個網(wǎng)狀電極——簾柵極，就構(gòu)成了放大能力大幅提升、可用于高頻電路的普通四極管。在四極管的簾柵極和屏極之間再加入一個網(wǎng)狀電極——抑制柵極，就構(gòu)成了能夠抑制屏極“二次電子發(fā)射”、使屏極特性曲線起始段變得平滑的五極管。還有一種常用的束射四極管(也叫集射四極管),它是指有陰極、控制柵極、簾柵極、屏極和集射屏的四極管，其中集射屏裝在簾柵極和屏極之間，并與陰極相聯(lián)，可使電子流從集射屏的開口處集中射向屏極，不僅增大了屏流，而且同樣能夠有效地抑制屏極的“二次電子發(fā)射”,進一步增強放大能力。束射四極管幾乎全部是能夠產(chǎn)生較大屏極電流的功率管，其放大能力明顯優(yōu)于普通三極管，綜合性能高于五極管，使用非常普遍。如果電子管內(nèi)部一個柵極都沒有，就構(gòu)成了只有陰極和屏極、具有整流或檢波作用的二極管。

電子管的陰極加熱方式可分為直熱式和旁熱式(也稱間熱式)兩種，直熱式電子管的陰極和加熱燈絲“合二為一”,而旁熱式電子管的陰極和加熱燈絲是彼此靠近且分離的。當電子管控制柵極的柵圈間距相等時，其屏極電流隨柵極電壓的變負而具有較陡的截止特性，被稱作銳截止管；當柵圈的間距有疏密時，其屏極電流隨柵極電壓變負時截止較慢，被稱為遙截止管或“變跨導管”“變μ管”。

電子管的各電極安裝在絕緣基座上，并被密封在抽去空氣的真空管殼內(nèi)。管殼幾乎都采用了玻璃外殼，但也有外加金屬外殼的。需要說明的是，由于制造工藝、雜質(zhì)附著以及材料本身等原因，電子管內(nèi)會殘留微量余氣，為保證管內(nèi)真空度，成品管都在管內(nèi)安置或在管內(nèi)壁涂敷了一層消氣劑(也稱吸氣劑、除氣劑)。消氣劑一般使用摻氮的蒸散型鋯鋁或鋯釩材料。為便于使用和增加一致性，常將兩只相同的電子管或不同的兩個電子管合裝在一個管殼內(nèi)，這就是所謂的“復合管”。