转点音响小知识：解密电子管

liuxuejun

  因为看到很多朋友们对电子管了解甚少，进而对其敬而远之……，所以进入论坛之初就有打算发此一贴。(注：因大多数由自己的理解方式所表达，不准确之处还请各位朋友指正，由于个人时间的关系，会不定时更新内容，请各位见谅） 说起电子管就不能不提发明大王爱迪生，爱迪生在灯泡试验的时候发现在灯泡中加入一块小金属板，点灯之后将金属板连接电表，分别施以正电压以及负电压，这时怪事发生了，他发现某种物质会透过金属板，从电池的负极腾空“跳”到正极，此现象便称为“爱迪生效应”。这也是科学家首次质疑电流流动的方向，以及自由电子在空间中流动的现象。请大家记住这是一个很重要的基础问题。 有朋友要问你说这跟电子管有什么关系，其实关系很大，这个现象说明了电流与电子运动的方向是恰巧相反的，电子是由负端流出而回到正端形成封闭回路的（换句话说，电子就是从扩大机的喇叭负端流出，而从喇叭正端回流的），而非是由正端流出去到负端的。 在爱迪生发现这个奇怪现象后的20年，第一枚真空二极管被爱迪生电灯公司的科学顾问弗莱明所发明 ，2年后美国的德.弗雷斯在真空二极管的灯丝与阳极间加入了另一电极—栅极，结果发现栅极电压有少许小小变动就可控制阳极电流的较大变动，这样真空三极管就诞生了。值得说明的是，由于当时好几位非常有影响力的著名学者都错误的认为：如果管内抽成完全真空，那么阴极就不可能发射出电子来……。所以导致当时的真空管都保留了部分气体，致使其平均寿命相当之低，只有几十个小时。随着后来分子泵的被发明才有了大胆的敢于突破的人，最终验证了高真空度对电子管的重要性……使得电子管寿命飞跃到1000小时。 从弗莱明发明二极管之后，真空管电极数目不断增加，从二极管开始，三极管、四极管……相继诞生，让我们先对它们的特性、用途等做一些介绍。（1）二极管：管内只封入阳极也叫屏极（a）和阴极k （或灯丝f）管内抽成高度真空。通过烘烤阴极使其发射电子。按照阴极加热方式分直热式和旁热式两种。直热式的灯丝就是其阴极，加热电流直接流入灯丝让它来发热同时释放电子。旁热式灯丝和阴极互不接触，靠灯丝的热量间接烘烤阴极让它放射电子。屏极则是用来吸收从阴极发射来的电子的。电子管在电路中用G来表示。二极管只有当屏极电位高于阴极电位时才有电流通过，所以它具有单向导电的特性。正是因为这种特性所以主要用途就是整流。  


（2）三极管：三极管是在二极管的基础上，在屏、阴之间加装了一个电极—栅极（g）。下面说说栅极的作用。先看个图（图画的很烂别拍砖）。图中的三极管接入电路以后，除了灯丝之外有两个基本电路：一个屏极回路、一个栅极回路。屏极回路是指屏阴之间的电路，屏阴之间的电压就是屏压（Ua）一般来说屏极电位忠实比阴极电位高，也就是说屏压总是正的，因此屏极回路总是有屏流（Ia）流通，Ea称作屏极电源。栅极回路就是指栅阴之间的电路，栅极与阴极间的电压叫做栅压（Ug），在大多情况下栅压是负的，栅极电位低于阴极电位所以栅极电路中没有电流流通，Eg就是栅负电源。这里重点提一下,在电子管电路中，各极电压都是针对阴极来说的，也就是说都是以阴极为公共端的。  


按照上面接好电源的话，这时在阴极附近将会产生两个电场，是屏极所产生的吸引电子的正电场和栅极所产生的排斥电子的负电场。所以电子管现在屏流的大小不仅与屏压Ua有关，与栅压Ug也有关。如Ua固定不变，Ug越负则对电子的排斥力越大屏流Ia也就越小。如负电压越小屏流也就越大。由于栅极距离阴极比屏极距离阴极要近很多，所以栅极控制屏流的能力也就比屏极大得多。所以栅压的微小变化就可以引起屏流较大的变化，这也是三极管具有放大作用的根本原因。再简单说一下三极管放大电路的工作原理。如上图是一个简单三极管放大电路，我省略了灯丝电路，当栅极回路接入一个微小的交变信号Ex时，就会使栅压Ug发生变化，这也就引起Ia较大的变动，这里栅极回路叫做输入回路，屏极回路焦作输出回路。假如这个电子管是6N2，在输出回路中加入负载电阻Ra（50K），屏压Ea250V，这时如果输入信号电压使栅压Ug从-3V变化到0V，这时屏流将从0.4Ma增大到2.4Ma，那么栅压变化范围是3V时我们看负载电阻两端的电压变化从20V（0.4X50=20v）变到120V（2.4X50=120v）,变化范围是100V，说明了输出电压笔输入信号电压放大了三十多倍…… 综上所述三极管最主要用途就是放大交流信号电压。再说说三级管的缺点，正是因为缺点的存在才有了四极管和五极管的出现。那么三极管的缺点如何呢？因为屏、栅、阴三极都是由金属制成，真空又是一种介质，所以在三极之间都存在着跨路电容Cag（屏-栅之间）、输入电容Cgk（栅-阴之间）、输出电容Cak（屏-阴间）。  


其中Cgk和Cak对电路影响并不大，可以忽略。但是Cag由于在高频的时候容抗下降近似于短路，那么此时屏极回路中被放大的交流电压就会通过这个途径返回到栅极回路，这就形成了反馈。如果这个反馈电压与原信号不同相则降低了输入输入信号电压，造成放大不够。如同相就会加大输入信号的电压，使放大的交流信号电压更大，通过Cag反馈回来的电压也就愈大，这样如此继续下去就会使工作状态不稳定，还极有可能引起自激振荡，导致放大不能正常进行。再来说说五极管和束射管，因为四极管（不包括束射四极管）有二次放射作用导致工作稳定度差、失真大，所以没必要分析了。至于什么叫做二次放射下面就会讲到。（3）五极管和束射管五极管是在阴极和屏极之间装有三个栅极的真空管。第一栅叫做控制栅（g1）,用来控制屏流已达到放大的目的。第二栅叫做帘栅极（g2），用来减少前面我们讲的跨路电容Cag的影响。第三栅叫做抑制栅极（g3）它的作用就是阻止帘栅极和屏极间的电子二次放射。  


二次放射：阴极发射的电子因受到屏极正电场的吸引会以每秒600公里的高速度撞击屏极，这就使得屏极表面的电子获得足够的动能脱离屏极而飞向帘栅极（g2），这种现象如发生在放大电路中就会造成失真。

newsan

天天到网上转载一堆东西出来，有意思吗？
搞不好那天还被别的网站说这个论坛是抄袭论坛呢。
管理员就不好好管管。

abc123194

学习一下也好

13680294048

基础理论 ，在校就学过了

拉非2

这个网站的人就这点水平了

13710139387

拉非2 发表于 2013-11-22 20:02
这个网站的人就这点水平了

你这是什么意思？看不起in fo论坛么？怎么能这么说话呢？这叫目中无人。

newsan

合理转载没问题，问题是：你的不是合理转载，是全抄。

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