电子管简介与内部结构

电子管

电子管，是一种最早期的电信号放大器件。被封闭在玻璃容器(一般为玻璃管)中的阴极电子发射部分、控制栅极、加速栅极、阳极(屏极)引线被焊在管基上。利用电场对真空中的控制栅极注入电子调制信号，并在阳极获得对信号放大或反馈振荡后的不同参数信号数据。早期应用于电视机、收音机扩音机等电子产品中，近年来逐渐被半导体材料制作的放大器和集成电路取代，但在一些高保真的音响器材中，仍然使用低噪声、稳定系数高的电子管作为音频功率放大器件(香港人称使用电子管功率放大器为“胆机”)。

内部结构

1.电子管的阴极阴极是用来放射电子的部件, 分为氧化物阴极和碳化钍钨阴极。一般来说氧化物阴极是旁热式的, 它是利用专门的灯丝对涂有氧化钡等阴极体加热, 进行热电子放射。寿命一般在1000 ～ 3000 小时。碳化钍钨阴极一般都是直热式的,通过加热即可产生热电子放射, 所以它既是灯丝又是阴极。理论上碳化钍钨阴极比氧化物阴极寿命长得多, 一般在2000 ～ 10000 小时以上。大功率发射管应用最为广泛的是碳化钍钨阴极, 氧化物阴极一般在输出功率为1kW 以下的发射管中应用 [1] 。近年来采用网状阴极的大功率发射管较多。网状阴极是用较细的钍钨丝做成圆筒状, 其优点是:1)由于它用很多根钍钨丝编成, 所以导流系数较大。2)易于实现较小的阴栅间距, 有利于提高跨导。3)由于灯丝是网状结构, 单根灯丝的电流较小, 局部磁场较弱, 从而阴极电流所产生的交流声也较小 [1] 。2.电子管的栅极电子管的栅极根据它们在管中所起的作用不同分为一栅、二栅, 有时也称为控制栅、帘栅。第一栅的主要作用是控制阴极电流, 二栅的作用是屏蔽板极对第一栅的影响。栅极结构关系到本身的机械强度和散热效果, 关系到管子可否稳定工作。为了减小电子的渡越时间, 栅阴间距作的很短甚至不到1mm , 因此厂商多采用机械强度高、导热系数高、辐射系数好以及熔点高的材料来做栅极, 以闭免在很小的间距下发生热碰极。一栅和二栅应严格对栅, 这样帘栅对电子截获小, 可减小帘栅耗, 改善电流分配提高性线 [1] 。3.电子管的阳极阳极是收集阴极发射出来的大部分电子的电极。电子管工作时, 由于电子管轰击板极表面, 以及其它电极的热辐射, 在板极产生大量热能, 因其板极的耗散功率密度是每平方厘米几十瓦到几百瓦, 这样大的功率密度采用自然辐射或传导的冷却已不能胜任。故须采用强制冷却方式。常用的有风冷、水冷和蒸发冷却等。

优缺点

由于电子管体积大、功耗大、发热厉害、寿命短、电源利用效率低、结构脆弱而且需要高压电源的缺点，它的绝大部分用途已经被固体器件晶体管所取代。优点:1、电子管负载能力强2、线性性能优于晶体管3、工作频率高4、高频大功率领域的工作特性要比晶体管更好所以仍然在一些地方(如大功率无线电发射设备，高频介质加热设备)继续发挥着不可替代的作用。