一、什么是電子管
電子管,是一種最早期的電信號放大器件。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信號數據。早期應用于電視機、收音機擴音機等電子產品中,近年來逐漸被半導體材料制作的放大器和集成電路取代,但目前在一些高保真的音響器材中,仍然使用低噪聲、穩定系數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”)。
二、電子管內部結構
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,進行熱電子放射。壽命一般在1000~3000小時。碳化釷鎢陰極一般都是直熱式的,通過加熱即可產生熱電子放射,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小時以上。大功率發射管應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以下的發射管中應用。
近年來采用網狀陰極的大功率發射管較多。網狀陰極是用較細的釷鎢絲做成圓筒狀,其優點是:
1)由于它用很多根釷鎢絲編成,所以導流系數較大。
2)易于實現較小的陰柵間距,有利于提高跨導。
3)由于燈絲是網狀結構,單根燈絲的電流較小,局部磁
場較弱,從而陰極電流所產生的交流聲也較小。
2.電子管的柵極
電子管的柵極根據它們在管中所起的作用不同分為一柵、二柵,有時也稱為控制柵、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。柵極結構關系到本身的機械強度和散熱效果,關系到管子可否穩定工作。為了減小電子的渡越時間,柵陰間距作的很短甚至不到1mm,因此廠商多采用機械強度高、導熱系數高、輻射系數好以及溶點高的材料來做柵極,以閉免在很小的間距下發生熱碰極。一柵和二柵應嚴格對柵,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。
3.電子管的陽極
陽極是收集陰極發射出來的大部分電子的電極。電子管工作時,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的冷卻已不能勝任。故須采用強制冷卻方式。常用的有風冷、水冷和蒸發冷卻等。