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在数年的HI FI发烧友，我们在阀门放大总是说成是每一个国内的安装，而不是最终的解决方案. 千万不要在这里说已经将我试图通过解释什么是阀填补了这一空白, 他们如何做人和如何设计他们的东西.

在这系列文章中，我将介绍电子管, 它们之所以被命名是因为在其功能的基础上，有电子在空的空间中移动.

其实, 电子管由外壳组成, 更准确地说，灯泡, 通常在玻璃杯中, 在其中实行深真空, 用泵抽出空气，然后密封地封闭的灯泡本身.

操作使用电子热输入, 由金属组成的电子发射到逻辑高，温度.

所发射的电子是那些在金属是自由.

在正常条件下，这些电子不能退出金属，因为它们不具有足够的能量，以克服由属于金属的同一表面上的原子的障碍物.

要了解此障碍包括什么, 让我们考虑图1，其中指出了金属的一些表面原子, 也就是说，将金属内部与外部空间分隔开的原子.

图。1

从金属内部退出并到达自由空间, 自由电子必须穿过这些原子; 在图1中可以看到, 但, 比在用A和B表示的线之间的区域内, 只发现属于表面原子的电子, 一起形成一个很薄的层，它具有负电势.

该层形成自由电子的势垒, 因为它通过将金属推向金属内部来防止它们进入外层空间.

为了使自由电子能够克服势垒并离开金属，必须增加其能量; 这可以通过几种方式实现, 但是我们现在感兴趣的是提高金属的温度.

电子随着金属温度的升高而获得的更大能量导致其速度提高.

因此最快的自由电子可以离开金属, 因为潜在的障碍不再能够阻止他们迅速赶回.

热电子发射取决于金属所带入的温度以及金属本身的性质.

显然，金属的温度越高，电子发射越丰富，因此，其自由电子拥有的能量; 但是，您无法将温度升高到所需的程度, 因为金属, 达到其熔化温度, 它会变成液态.

为了从不同的金属获得相同的电子发射，必须将它们置于不同的温度下.

在实践中, 电子管的功能所必需的电子是从金属获得的，这些金属在温度不太高且距熔点足够远的温度下能提供良好的发射.

在各种金属中, 在这方面，纯钨被证明是最合适的. 纯钨的使用受到限制, 但, 到用于发射器的大功率管, 而中功率管, 也用于发射器, 使用ori钨, 之所以这么称呼，是因为钨中加入了氧化or, 在高温下会转变成金属th，并扩散到钨的表面.

通过这种布置，获得的电子发射不仅远大于纯钨提供的电子发射, 但温度较低.

适用于小型发射器和接收器中功率受限的电子管, 发射来自沉积在金属上形成薄层的钡和锶氧化物 (通常是镍), 作为支持.
所获得的发射比以前的情况还要丰富, 即使较低的温度也足够, 通常是在700°C附近.

应该记住的是，上述所有物质都不会无限期地发射电子, 因为在经过一定小时的运行后，电子管会发生变化，因此发射的电子数量大大减少了; 在这些条件下的管被所述排出，几乎是不可用的, 现在正在不足，可从其中我们可以得到电子发射其经常funzionamento.Le物质的电子的数量被带到使用电流的热效应所要求的温度.

为此, 电子管被分成两大类: 直接点火管和管在间接点火.

在直接点火管中，用于发射电子的元件的形状为线状或细条状，并通过适当强度的电流使其流动以使其达到所需温度。; 此元件被所述灯丝.

构成长丝的线或带通常是自身折叠并设置在所述管的内灯泡所看到, 例如, 在图. 2-一个, 显示接收器的普通管.

图2

在上部，细丝由弹簧支撑，即使由于温度升高而拉伸，细丝也能保持绷紧; 在下部，灯丝的末端固定到从灯泡伸出的两个插针上，并允许其连接到外部电路，流经灯丝的点火电流从该外部电路进入，从而使其达到适当的温度.

据说灯丝会“点亮”，因为通过观察正在操作的灯泡，可以看到灯丝呈现出或多或少的鲜红色。. 因此在直接点火管中，相同的灯丝, 高温, 发射电子.
代替, 在间接点亮的灯管中，电子从元素中发射出来, 说阴极, 灯丝将其加热到所需温度, 因此，这不提供电子的发射，而仅提供阴极的加热.

阴极具有围绕灯丝排列的小圆柱体的形状, 如图所示. 2-b; 阴极还必须连接到灯管外部的电路，因此配有从灯管下部伸出的特殊脚。, 接近灯丝.

在图. 2-c显示了阴极一部分的放大图: 将灯丝与阴极电隔离, 在这两个元素之间有一个小圆柱的耐火材料, 也就是说，一种耐高温的材料. 还可以看出，阴极是由镍桶制成的, 在其上沉积钡和锶氧化物层，从该层发生电子发射.

在间接点亮的灯管中，电子总是通过覆盖阴极的氧化物层的发射而获得的, 纯钨丝或th钨丝也可用于直接点火管.

直接点火软管运行更快, 他们点火后, 间接点火管, 因为在后者中，灯丝产生的热量需要一些时间才能到达阴极并使其达到发生发射的温度; 正是因为这个原因, 打开放大器后, 您必须等待几秒钟，才能听到扬声器散发出的声音.

但是，间接点火管的优点是可以用交流电将其点火, 可以很容易地从网上获得; 直接点火管, 代替, 在许多情况下，它们需要连续的开关电流, 因为交流电会引起问题.

电子管的分类

看了如何在管的灯泡内获得其功能所需的电子后, 我们可以从检查无线电电路中使用的各种电子管开始, 看看灯丝或阴极发出的电子是如何使用的.

在以下考虑中，我将引用间接点火管 (在其中, 据我们所知, 电子发射是由阴极产生的), 因为这种类型的管被广泛用于当前的现代电子电路中.

但是，电子管的功能并不取决于发射电子的元件的类型。, 是灯丝还是阴极; 但是，在某些情况下，与管道利用电路的连接可能有所不同, 但是，当我们处理此类链接时，我会谈论这一点.

阴极发射的电子通过将其他元素布置在灯管的灯泡内以所需方式使用, 可以收集它们或影响其运动.

所有在管的灯泡中发现的元素, 包括发射电子的一个, 它们被称为根据它们的电极的数量一般电极和各类管道可以区分.

在间接点火管灯丝不包括在电极的数量，因为它不发射电子，但仅用于阴极的加热; 代替, 在直接点火管的灯丝被包括在电极的数量, 因为它提供了直接发出电子.

1. – 电子二极管

在本节中，我们将处理二极管, 之所以这样称呼是因为它包括两个电极: 除了阴极, 在 二极管中有第二个电极，其任务是收集阴极发射的电子.

第二个电极称为阳极或平板, 因为在制造的第一个二极管中 1904 来自英语 约翰·安布罗斯·弗莱明 (1849-1945) 该电极实际上由靠近阴极的金属板构成.

图. 3

目前, 在用于接收器的管中, 阳极由放置在阴极周围的镍圆柱体组成，并连接到特殊的针脚，该针脚用于将其连接到灯管外部的电路, 如图所示. 3-一个. 它们未在此图中显示, 为简单起见, 支撑电极的支架，将电极保持在所需位置.

为了在接线图中表示二极管，图2中显示了图形符号. 3-b, 通过其指示灯丝, 阴极和阳极, 将它们绘制在代表灯泡的圆圈内.

很多时候使用, 但, 无花果的图形符号. 3-C, 其中不再显示细丝, 因为 通常不需要指出, 众所周知，它直接连接到提供点火电流的发电机上.

1.1 – 二极管的操作

先前曾说过，阳极的任务是收集阴极发射的电子; 当阳极相对于阴极处于正电位时会发生这种情况, 因为在这种情况下，它会吸引带负电的电子.

可以使用电池使阳极相对于阴极处于正电位, 将其正极连接到阳极，将负极连接到阴极, 如图所示. 4-一个.

图. 4

在这种情况下，在二极管的阳极和阴极之间存在由电池Ba提供的相同电压; 阳极和阴极之间存在的电压称为二极管的阳极电压，用Va表示.

阴极发出的电子通过在管内沿图2中两个电极之间箭头所示的方向移动而到达阳极。. 4-一个.

当电子到达阳极时, 他们从该电极排斥相等数量的电子, 被吸引到电池的正极; 在另一方面, 阴极产生给阳极的电子被来自电池负极的尽可能多的电子所取代.

阴极发出的电子被电池提供的其他电子替代的事实，并不意味着该管可以无限期地工作而不会耗尽。: 管用完了，因为, 经过长时间的操作, 阴极表面发生了变化，失去了发射电子的特性.

电子从阳极到电池再从电池到阴极的运动构成了一个电流，该电流称为阳极电流，如图1所示。. 4-一个; 该电流穿过的电路称为阳极电路.

在图. 4-我们已经考虑了电子的运动, 因此将电子感应分配给阳极电流, 而传统意义上的电流, 与电子感觉相反, 因此，阳极电流的方向将像在图5中那样绘制. 4-b.

通过这种方式，我们可以想象阳极电流从电池的正极开始，并在从阳极到阴极经过二极管之后返回到电池的负极。, 沿图2中这些电极之间标记的箭头指示的方向. 4-b.

这种指示电流方向的方式不会造成任何不便, 因为足够记住，如果有必要，电流实际上以与传统方向相反的方向流通, 也在二极管里面; 然而, 当我们要检查比二极管更复杂的电子管时, 我们将不得不再次考虑电子，以了解各种电极如何影响其运动.

因此，从现在开始，当我们必须考虑电子在电子管内的行为时，我们将参考电子; 什么时候, 代替, 我们将照顾到同一根管道的外部回路, 我们将指出在其中流通的电流的常规意义.

在图. 4, 除了阳极电路, 还显示了二极管的点火电路, 其中灯丝连接到提供点火电流的电池Vf的端部.

如你看到的, 点火电路与阳极电路完全分开，没有值得注意的特殊功能.

到目前为止，还不清楚二极管可以发挥什么作用. 假设, 但, 交换与电池极的连接, 连接正极到阴极和负极到阳极, 如图所示. 4-C.

现在阳极相对于所述阴极负，然后排斥从该电极发射的，而不是吸引他们如先前电子.

不要发生电子的两个电极之间的通道, 的电路，其中所述二极管被中断，因而没有电流被插入能够循环更.

因此，我们看到二极管是一种具有使电子电流仅从阴极流向阳极而不向相反方向流过的特性的二极管，从该特性可以得出其有用性。, 例如, 关于交流电到直流电的转换.

在此转换过程中发生的第一个操作是交流电的整流, 只获得一个方向的电流: 这是由二极管完成的.

图. 5

考虑一下, 例如, 无花果的电路. 5 其中，交流发电机为具有串联二极管的电阻器供电.

如果没有二极管, 电流将在每个半周期反转其循环方向，并且电阻器R将在一个半周期内流过一个方向的电流，在随后的半周期中流过相反的方向的电流.

二极管的存在改变了电路的操作, 因为它允许电流仅在一个方向上流动.

其实, 在与二极管阳极连接的发电机极为正的半周期内 (图. 5-一个), 电流可以按照箭头指示的常规方向在电路中循环.

什么时候, 代替, 在随后的时期, 发电机极本身变为负 (图. 5-b), 流, 现在的方向与上一个方向相反, 它不能循环，因为电路在二极管的两个电极之间中断了.

电流再次开始流动, 再次以图所示的意义. 3-一个, 当连接到阳极的发电机极在另一个半周期恢复为正时.

这样，电阻器总是在同一方向上被直流电穿过, 尽管它的通过仅发生在交流电每个周期的一半时间.

这样获得的整流电流还不是真正的直流电，因此需要其他电路, 稍后我们会检查, 因为首先建议对二极管的操作有更深入的了解.

1.2- 二极管的特性曲线

通过施加不同的阳极电压并测量每个阳极的相应阳极电流，可以检测出特性曲线; 该测试由试管制造商进行, 通过一个电路, 最简单的形式, 如图所示. 6.

图. 6

所以你马上看到, 将阳极电压加倍 10 在 20 V, 阳极电流增加两倍以上, 来自 60 mA和 150 毫安; 阳极电压从 10 在 30 V, 阳极电流通过 60 mA和 280 毫安, 增加超过四倍.

无法通过欧姆定律这样的简单关系建立电压和电流之间的依存关系, 笛卡尔图用于了解对于每个阳极电压值，流过二极管的电流取什么值.

图. 7

通过将点A与线连接, B和C对应的措施, 获得的曲线，其被称为二极管的特性曲线或, 简单地, 功能二极管.

Ë’ 良好, 然而, 有一个二极管的行为的完整视图，并为此目的，我们必须考虑曲线将如何继续，如果阳极电压被超越的价值上升 30 V.

该曲线不将与同样的模式继续下去, 但在某些时候它会成为水平, 如图所示. 8.

图. 8

该图所示的图表仅用于显示特性的趋势，因此未在其轴上指示电压和电流的值.

该特性具有一条水平线这一事实意味着，与该同一条线相对应的电流具有恒定的相同值, 也就是说，随着阳极电压的持续增加，它不再增加.

在这些条件下流过二极管的恒定电流称为饱和电流.

为了解释二极管的行为，我们必须考虑发生了什么, 内, 阴极发射的电子随加速电压的增加而被阳极吸引, 直到达到最高点.

当发生这种情况, 获得饱和电流, 其价值, 如功能的直线部分所示, 即使阳极电压继续增加也不会增加, 因为现在阴极能够发射的所有电子都到达阳极.

在正常应用中，二极管的工作电流相对于特性曲线的弯曲部分, 这是制造商唯一提供的用于运行而不会损坏二极管本身的二极管.

1.3- 二极管中的电源

为了全面了解二极管的工作原理，仍然有必要从电功率的角度考虑该元件。.

为此，我们仍然考虑无花果的电路. 4-a，我们观察到在该电路中，由电池电压Va与阳极电流的乘积给定了功率.

因此，让我们问问自己，电池为电路提供的电力会发生什么: 该功率以二极管中的热量形式耗散, 因为如果有电阻器的话会发生这种情况.

关于后一种元素，我们知道，由于构成电流的电子在通过时遇到的电阻，热量在热量中耗散; 在二极管的情况下，这不会发生, 因为从阴极到阳极的电子在真空中运动，因此在运动中不会遇到任何阻力.

我们必须记住, 但, 运动的身体有能量, 精确地称为动能，它取决于物体的质量和速度的平方.

因此，电子也在二极管中移动, 尽管它们的质量非常小, 他们拥有动能, 其值因加速度而增加, 当它们接近阳极时，这会提高速度.

当它们到达阳极时, 电子停止向这种电极的快速比赛凸点，从而失去所有的动能, 已经取消了他们的速度.

作为由阳极的电子的影响的结果，它加热，这意味着由电子所具有的动能在热的形式传递至阳极: 可以得出结论的是，在电力的散热的二极管发生在管的阳极.

由于这个事实，通常说在二极管中发生阳极电耗散.

由于电子的速度及其在阳极上转化为热的动能取决于阳极电压, 显然，该电压越高, 二极管中的阳极耗散越大. 因此有两个不同的二极管, 越过相同的电流, 阳极电压较高的那一者会耗散更多的功率.

在这方面比较两个二极管, 可以使用它们的特征, 在同一张图上报告它们, 如无花果的例子. 9, 用于欧洲型二极管EZ81和美国型6X4二极管.

图. 9

您立即看到，使两个二极管交叉相同的电流, 例如 75 毫安, 阳极电压为 12 V用于EZ81和di型 22,5 V用于6X4型: 因此可以推断出, 以当前, 第二个二极管的阳极耗散几乎是第一个的两倍.

二极管制造商提供的特性通常如图1所示。. 9, 也就是说，它们由带有实线的第一部分和带有虚线的第二部分形成, 考虑到阳极耗散.

有必要记住, 其实, 由于功率耗散而转移到阳极的热量导致电极温度升高: 从而防止阳极温度过高, 如被损坏, 二极管中消耗的功率不得超过某个最大值.

特性的实线表示耗散功率不超过最大值的直流电压和直流值.

当二极管用于将交流电转换为直流电时, 电压和电流的值也可以大于实线所示的值, 即使不超过最大耗散功率, 因为这些值在很短的时间内就被假定了.

了解这种情况下二极管的行为, 因此也绘制了曲线的第二部分, 带虚线, 提醒您所指示的值是指短期电压和电流.

我们已经看到，要限制阳极耗散，有必要尽可能降低阳极电压; 当大国处于危险之中, 这是通过使用一种与迄今为止所考虑的二极管不同的二极管来实现的, 我们现在将处理.

2. – 我的气体

这些二极管实际上已不再使用，因为它们已被固态二极管所取代, 我在这里描述它如何快速运作. 上面考虑的二极管称为高真空或高真空, 因为几乎所有的空气都是通过专用泵从灯泡内部抽出的.

但是，不可能完全抽出空气, 因此，在管子中，仍然有数十亿分子的各种气体组成了空气本身.

由于这种分子非常小, 电子几乎不可能遇到任何阻碍其从阴极到阳极的短路径的电子; 因此，在这些条件下，管子的行为就像内部有一个完美的真空.

另一方面，二极管称为气体二极管，其中专门引入某些气体以增加灯泡中存在的分子数量，从而促进电子与这些分子的相遇.

如果阳极电压低，因此电子的速度也不会很高, 二极管的性能与高真空二极管的性能无明显差异.

越来越多, 但, 紧张, 阴极发出的电子以更高的速度移动，并以这种暴力方式撞击其途中遇到的气体分子，从而使一个或多个外围电子脱离。.

这种现象称为碰撞电离, 因为由于从阴极发射的电子的影响而失去了外围电子的气体分子变成了正离子.

从气体分子中分离出来的电子与从阴极发出的电子一起被导向阳极, 而正离子被阳极排斥, 这也是积极的, 并向阴极移动.

正离子, 质量比电子大得多, 它们以慢得多的速度运动，因此比电极之间的空间中的电子更长, 使他们的正电荷的效果感觉更长的时间.

这样，这些电荷可以中和靠近阴极的电子云的负空间电荷, 因此消除了它施加在阴极本身发射的电子上的排斥力.

因此，所有发射的电子可以以施加到管上的阳极电压低于在高真空二极管中获得相同结果所需的阳极电压到达阳极。, 具有较低阳极耗散的优势.

目前我在这里完成了这篇文章，但是, 在下一篇文章中，我将继续讨论真空二极管及其使用电路。.