電子管原理

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(diào)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(yīng)用于電視機(jī)、收音機(jī)擴(kuò)音機(jī)等電子產(chǎn)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(dāng)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(dāng)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(fù)責(zé)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(gòu)造看來，它猶如一圈圈的細(xì)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。

簡單地說，就是燈絲對陰極加熱產(chǎn)生電子云，電子云在屏極高壓下向屏極運(yùn)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(dāng)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(dǎo)至陰極金屬板上，等到陰極金屬板溫度達(dá)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(fù)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(guān)，當(dāng)柵極不帶電時，電子流會穩(wěn)定的穿過柵極到達(dá)屏極，當(dāng)在柵極上加入正電壓，對于電子是吸引作用，可以增強(qiáng)電子流動的速度與動力;反之在柵極上加入負(fù)電壓，同性相斥的原理電子必須繞道才能到達(dá)屏極，若柵極的結(jié)構(gòu)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(dāng)?shù)钠珘?，并且在屏極串上一個電阻，藉此即可達(dá)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(yīng)用)，結(jié)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?nèi)f化的電子產(chǎn)品。

觀察電子管的管壁內(nèi)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(shè)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(nèi)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(jī)會。玻璃管內(nèi)的金屬蒸鍍物(即消氣劑)，會與氣體進(jìn)行作用，它存在的目的就在于吸收氣體，以維持電子管內(nèi)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(jīng)漏氣不行了，所以若打破電子管時，這一層蒸鍍物質(zhì)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(jīng)邁入老年了。

也許很多人認(rèn)為，晶體管有諸多優(yōu)于電子管的地方。比如，①晶體管的構(gòu)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(yù)熱，一開機(jī)就工作。電子管設(shè)備就做不到這一點，開機(jī)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(jié)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(guān)。

但是，電子管功放的音質(zhì)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(dāng)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(dāng)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。

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