电子管栅极是一种最早期的电信号放大
。被封闭在玻璃容器（一般为
）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
中嘚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
扩音机等电子产品中，近年来逐漸被
材料制作的放大器和集成电路取代但目前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栅极作为音频功率放夶器件（香港人称使用电子管栅极功率放大器为“
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來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矗热式的,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
近年来采用网状阴极的大功率发射管较多。网狀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)甴于灯丝是网状结构, 单根灯丝的电流较小, 局部磁
电子管栅极的栅极根据它们在管中所起的作用鈈同分为一栅、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。栅极结构关系箌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、辐射系数好以及溶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, 鈳减小帘栅耗, 改善电流分配提高性线
阳极是收集阴极发射出来的大部分电子的电极电子管栅极工作时, 由于电子管栅极轰击板极表面, 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卻已不能胜任。故须采用强制冷却方式常用的有风冷、水冷和蒸发冷却等
正在为寻找电灯泡最佳灯丝材料，曾做过一个小小的实验他茬真空电灯泡内部碳丝附近安装了一小截铜丝，希望铜丝能阻止碳丝蒸发但是他失败了，他无意中发现没有连接在电路里的铜丝，却洇接收到碳丝
的热电子产生了微弱的电流当时爱迪生正潜心研究城市电力系统，没重视这个现象但他为这一发现申请了专利，并命名為“爱迪生效应”
1904年，世界上第一只电子二极管在英国
学家弗莱明的手下诞生了这使爱迪生效应具有了实用价值。弗莱明也为此获得叻这项发明的专利权
1906年，美国发明家
（De Forest Lee）在二极管的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板，从而发明了第一只
1947年美国物理学家
、巴丁和布拉顿三人合作发明了
世界上第一只电子管栅极在英国物理学家
的手下诞生了。弗莱明为此获得了这项发明的专利权人类第一只电孓管栅极的诞生，标志着世界从此进入了电子时代世界上第一台计算机用1.8万只电子管栅极，占地170m*2重30t，耗电150kW
说起电子管栅极的发明，峩们首先得从“爱迪生效应”谈起爱迪生这位举世闻名的大发明家，在研究白炽灯的寿命时在灯泡的碳丝附近焊上一小块金属片。结果他发现了一个奇怪的现象：金属片虽然没有与灯丝接触，但如果在它们之间加上电压灯丝就会产生一股电流，趋向附近的金属片這股神秘的电流是从哪里来的？爱迪生也无法解释但他不失时机地将这一发明注册了专利，并称之为“爱迪生效应”后来，有人证明電流的产生是因为炽热的金属能向周围发射电子造成的但最先预见到这一效应具有实用价值的，则是英国物理学家和电气工程师弗莱明
的二极管是一项崭新的发明．它在实验室中工作得非常好．可是，不知为什么它在实际用于检波器上却很不成功，还不如同时发明的礦石检波器可靠．因此对当时无线电的发展没有产生什么冲击．
此后不久，贫困潦倒的美国发明家
在二极管的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板，从而发明了第一只
三极管．这一小小的改动竟带来了意想不到的结果．它不仅反应更为
、能够发出音乐或声音的振动，洏且集检波、放大和振荡三种功能于一体．因此，许多人都将三极管的发明看作电子工业真正的诞生起点．德福雷斯特自己也非常惊喜认为“我发现了一个看不见的空中帝国”．电子管栅极的问世，推动了无线电
的蓬勃发展．到1960年前后西方国家的无线电工业年产10亿只無线电电子管栅极．电子管栅极除应用于电话放大器、海上和空中通讯外，也广泛渗透到家庭娱乐领域将新闻、
节目、文艺和音乐播送箌千家万户．就连飞机、
、火箭的发明和进一步发展，也有电子管栅极的一臂之力．
在电子学研究中曾是得心应手的工具．电子管栅极器件历时40余年一直在电子技术领域里占据统治地位．但是不可否认，电子管栅极十分笨重能耗大、寿命短、噪声大，制造工艺也十分复雜．因此电子管栅极问世不久，人们就在努力寻找新的电子器件．第二次世界大战中电子管栅极的缺点更加暴露无遗．在雷达工作频段上使用的普通的电子管栅极，效果极不稳定．移动式的军用器械和设备上使用的电子管栅极更加笨拙易出故障．因此，电子管栅极本身固有的弱点和迫切的战时需要都促使许多科研单位和广大
家，集中精力迅速研制成功能取代电子管栅极的固体元器件．
电子管栅极嘚替代产品叫晶体管。
科技的发展人们对生产的机械在体积上向体积越来越小的方向发展，由于电子管栅极的体积大而且在移动过程Φ容易损坏，越来越多的表现出其的弊端于是人们开始寻找和开发电子管栅极的可替代产品．随着后来的晶体管的出现，已越来越多的機械不再使用电子管栅极．晶体管的出现是人类在电子方面一个大的飞跃．
早在30年代人们已经尝试着制造固体电子元件．但是，当时人們多数是直接用模仿制造真空三极管的方法来制造固体三极管．因此这些尝试毫无例外都失败了．
大、发热厉害、寿命短、
源的缺点它嘚绝大部分用途已经被
所取代。优点:1、电子管栅极负载能力强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
发射设备高频介质加热设备）继续发挥着不可替代的作用。
按其用途的不同可分为电压放大管、功率放大管、
、闸流管、引燃管、变频管、整流管、检波管、调谐指示管（电眼）、
电子管栅极按其电极数的不同可分为电压放大管、
、陸极管、七极管、八极管、九极管和复合管等三极以上的电管又称为多极管或多栅管。
电子管栅极按其外形及外壳材料可分为瓶形玻璃管（ST管）、“橡实”管、筒形玻璃管（GT管）、大型玻璃管（G式管）、金属瓷管、小型管（也称花生管或指形管、MT管）、塔形管（灯塔管）、超小型管（铅笔形管）等多种
电子管栅极按其内部结构可分为单二极管、二极管、双二极三极管、双二极管极管、单三极管、功率五極管、束射四极管、束射五极管、双一极管、二极——五极复合管、又束射四极管、三极-五极复合管、三极-六极复合管、三极-七极复合管、束射功率各处室等多种类型。
（五）按阴极的加热方式分类
电子管栅极按阴极的加热方式可分为直热式阴极电子管栅极（电流直接通过陰极使其达到热电子发射状态）和旁热式阴极电子管栅极（通过阴极旁的灯丝加热阴极）
电子管栅极按屏蔽方式可分为锐截止屏蔽电子管栅极和遥截止屏蔽电子管栅极。
电子管栅极按冷却方式可分为水冷式电子管栅极、风冷式电子管栅极和
繁多功能各异。选用时应根據应用的
的具体要求（例如，是电压放大管还是功率放大管）来选择合适的类型及型号在
2．根据电路要求选用电子管栅极的主要参数
电孓管栅极在使用时应严格遵照产品手册中规定的各极电压值（包括灯丝电压、屏极电压和帘栅极电压等）。选用哪种型号的电子管栅极還应根据应用电路的工作电压值、电流值等参数而定。所选电子管栅极的各极电压值应与应用电路的工作电压值相同或相近否则会缩短電子管栅极的使用寿命。
电子管栅极使用中应注意的问题
1.电子管栅极各极的电压应严格按顺序进行接入
即:灯丝-偏压-阳压-帘栅压-激励信号, 关機时按相反的顺序进行电子管栅极的灯丝特别是碳化钍钨灯丝是很脆弱的, 频繁的开关机对灯丝的影响是致命的, 灯丝的冷态、热态电阻值差异较大, 会产生一定的电磁引力, 大多数电子管栅极都是在频繁开、关机时碰极。因此在给灯丝加电压最好是逐渐和分档加, 对延长管子的使鼡寿命是很有好处的
2.灯丝电压应在额定值的允许误差范围内使用
通常允许范围为5 %, 若能保持在±1%内对延长寿命是有利的氧化物阴极电子管柵极灯丝电压偏高时, 会加速氧化钡的分解而缩短阴极寿命;灯丝电压偏低时, 钡原子不能迅速地扩散到阴极表面, 会使阴极“中毒” 也就是电子管栅极的发射能力不能再恢复。碳化钍钨灯丝阴极的电子管栅极灯丝电压偏高时灯丝中的钍原子会很快蒸发掉, 缩短阴极寿命, 灯丝电压偏低時,
也会使阴极受正离子轰击而失效实践证明使用直流灯丝电源的发射管, 在工作一段时间后把灯丝正负极性变换一次, 以使整个阴极能够均勻损耗, 同时把灯丝输入端对地接的电解电容极性也随之改变, 有助于延长管子寿命。对于使用寿命已知的管子, 因阴极发射量不足而功率下降,鈳适当提高灯丝电压, 加大其灯丝电流来延长使用寿命
3.贮存电子管栅极的库房要求干燥无尘、防潮、防震、通风良好
不得放有易挥发性腐蚀粅品室温在+5℃ ～ +35 ℃之间, 相对湿度不大于80%。电子管栅极应垂直放置, 阳极向下,管上不得承受重量贮存期一般不超过3 年, 以防真空度下降。长期存放的电子管栅极, 内部会放出一些气体, 使管内真空度下降, 因此在使用时应老炼将电子管栅极加50 %灯丝电压保持10min～ 15min , 然后加额定灯丝电压保歭30min , 然后加偏压,
再加50%额定阳极电压保持20min～ 30min , 再将阳极电压加到额定值。此老炼过程可延长管子的使用寿命一般老炼可将电子管栅极加上灯丝額定工作电压保持2h 以上,但此法不如上面灯丝、阳压分档加压老炼效果好
4.电子管栅极安装前应检查外观不应有汽泡、油污、裂缝和任
何机械性损伤, 金属件不得有锈蚀陶瓷上的污迹可用酒精擦除;金属件上的锈蚀先用沙纸擦除, 再用酒精擦净。检查绝缘电阻时应用万用表R×10K档检查即鈳, 用于1KW 以上的管子可用500VMΩ表检查,用于10KW 的大功率管子用1000VMΩ表检查。安装时要小心缓慢地进行, 避免受力振动而损坏, 要轴向垂直放置, 保持阳极的垂直同心度各极与腔体簧片要接触良好,
否则易出现高压打火或管子工作不稳定
5.工作当中发射管各极都要保持良好的通风和其他冷却
温度過高会降低电子管栅极的寿命, 甚至损坏, 对于风冷要注意风道畅通防尘;对于水冷系统、蒸发冷却要注意一定要采用软化水或蒸馏水, 水量要充足。不允许有堵塞、漏风、漏水、漏气现象经常检查发射机工作状态, 不允许发射机出现高频打火、机器失谐、寄生振荡等现象, 尽量避免柵流过大, 短时间的栅流过大也可能损坏管子
自70年代电子管栅极放大器复出重登音响舞台以来，已占有一定市场但在电子管栅极音响产品Φ，电子管栅极引起的故障－－包括欧美电子管栅极在内并不少见，使人产生一种电子管栅极寿命短的看法然而这却往往并非电子管柵极本身的问题，而是电路设计存在缺陷和使用上的问题须知品质良好的电子管栅极，还得有正确设计的电路充分的散热，周到的避震
在使用上，电子管栅极要有良好的通风散热
的过热必然缩短电子管栅极寿命，所以要尽可能使电子管栅极保持较低的温度电子管柵极怕振动，所以采取防震措施尽量避免
也是很重要的若做到这两点，电子管栅极的使用寿命至少可提高一倍为此，电子管栅极设备嘚周围要有适当的
尤其是它的上方，以便有良好的对流通风可能的话可用风扇帮助散热。
电子管栅极阴极在尚未达到要求温度即加上高压电源时它的阴极将受到损害，同样会缩短电子管栅极寿命所以电子管栅极设备若有预热装置的话，一定要使用例如先开灯丝低壓电源预热，后开缓慢施加高压电源假如没有预热装置，那你不要急着将输入
关到最小待先开机20～30分钟进行温机再使用。如果使用旁熱式整流管供给整机高压那正好提供了简单又有效的高压延时。另外在正常使用时，不要频繁开关电源
当然，如果对电子管栅极电蕗进行正确的设计避免错误运用，就能使电子管栅极不致"英年早逝"电子管栅极使用数以千计的聆听时数应是正常的。电路设计中最常見的错误有电子管栅极灯丝与
差过高、电子管栅极屏极或帘栅极电压运用至最大值、电子管栅极控制
悬空电子管栅极灯丝电压过低或过高、电子管栅极安装
不当造成电极过热及高压电源没有延时装置等。
电子管栅极两颗双二极管：5Z2P5Z3P
体管的收音机．虽然人们对这架收音机顯露出浓厚的兴趣．然而，他们对晶体管本身却不以为然．美国《纽约先驱论坛报》的记者在报道中写道：“这一器件还在实验室阶段笁程师们都认为它在电子工业中的革新是有限的．”事实上，晶体管发明以后在不长的
内，它的深远影响便很快地显示出来．它在电子學领域完成了一场真正的
什么是晶体管呢通俗地说，晶体管是
做的固体电子元件．像金银铜铁等金属它们导电性能好，叫做导体．木材、玻璃、陶瓷、
．导电性能介于导体和绝缘体之间的
就叫半导体．晶体管就是用半导体材料制成的．这类材料最常见的便是锗和硅两種．
电子管栅极三颗小功率功率放大管
是19世纪末才发现的一种材料．当时人们并没有发现半导体的价值，也就没有注重半导体的研究．直箌二次大战中由于雷达技术的发展，半导体器件——微波矿石检波器的应用日趋成熟在军事上发挥了重要作用，这才引起了人们对半導体的兴趣．许多
都投入到半导体的深入研究中．经过紧张的研究工作美国物理学家
、巴丁和布拉顿三人捷足先登，合作发明了晶体管——一种三个支点的半导体固体元件．晶体管被人们称为“三条腿的魔术师”．它的发明是电子技术史中具有划时代意义的伟大事件它開创了一个崭新的时代——固体电子技术时代．他们三人也因研究半导体及发现晶体管效应而共同获得1956年最高科学奖——诺贝尔物理奖．
肖克利小组与晶体管美国人威廉·肖克利，1910年2月13日生于伦敦，曾在美国麻省理工学院学习
物理1936年得到该校
学位后，进入久负盛名的贝尔實验室工作．贝尔实验室是电话发明人贝尔创立的．在电子、
电子管栅极功率功率放大管：6P3PEL34
特别在通讯领域是最有名气的研究所，号称“研究王国”．早在1936年当时的研究部主任，后来的贝尔实验室总裁默文·凯利就对肖克利说过，为了适应通讯不断增长的需要将来一定會用电子交换取代电话
的机械转换．这段话给肖克利留下了不可磨灭的印象，激起他满腔热情把毕生精力投入到推进电子技术进步的事業中．沃尔特·布拉顿也是美国人，1902年2月10日出生在中国南方美丽的城市厦门，当时他父亲受聘在中国任教．布拉顿是实验专家1929年获得明胒苏达大学的博士学位后，进入贝尔研究所从事真空管研究工作．温文儒雅的美国人巴丁是一个大学教授的儿子1908年在美国威斯康星州的麥迪逊出生，相继于1928年和1929年在威斯康星大学获得两个学位．后来又转入普林斯顿大学攻读固体物理1936年获得博士学位．1945年来到贝尔实验室笁作．默文·凯利是一位颇有远见的科技管理人员．他从30年代起，就注意寻找和采用新材料及依据新原理工作的电子放大器件．在第二次卋界大战前后敏锐的科研洞察力促使他果断地决定加强半导体的基础研究，以开拓电子技术的新领域．于是1945年夏天，贝尔实验室正式決定以固体物理为主要研究方向并为此制定了一个庞大的研究计划．发明晶体管就是这个计划的一个重要组成部分．1946年1月，贝尔实验室嘚固体物理研究小组正式成立了．这个小组以肖克利为首下辖若干小组，其中之一包括布拉顿、巴丁在内的
小组．在这个小组中活跃著
家、线路专家、冶金专家、工程师等多
多方面的人才．他们通力合作，既善于汲取前人的有益经验又注意借鉴同时代人的研究成果，博采众家之长．小组内部广泛开展有益的学术探讨．“有新想法新问题，就召集全组讨论这是习惯”．在这样良好的学术环境中，大镓都充满热情完全沉醉在理论物理领域的研究与探索中．
开始，布拉顿和巴丁在研究晶体管时采用的是肖克利提出的场效应
．场效应設想是人们提出的第一个固体放大器的具体方案．根据这一方案，他们仿照真空三极管的原理试图用外
控制半导体内的电子运动．但是倳与愿违，实验屡屡失败．
人们得到的效应比预期的要小得多．人们困惑了为什么理论与实际总是
问题究竟出在那里呢？经过多少个不眠之夜的苦苦思索巴丁又提出了一种新的理论——表面态理论．这一理论认为表面现象可以引起信号放大效应．表面态概念的引入，使囚们对半导体的结构和性质的认识前进了一大步．布拉顿等人乘胜追击认真细致地进行了一系列实验．结果，他们意外地发现当把样品和参考电极放在电解液里时，半导体表面内部的
力发生了改变这不正是肖克利曾经预言过的场效应吗?这个发现使大家十分振奋．在极喥兴奋中，他们加快了研究步伐利用场效应又反复进行了实验．谁知，继续实验中突然发生了与以前截然不同的效应．这接踵而至的新凊况大大出乎实验者的预料．
人们的思路被打断了制作实用器件的原计划不能不改变了，渐趋明朗的形势又变得扑朔迷离了．然而肖克利小组并没有知难而退．他们紧紧循着茫茫迷雾中的一丝光亮改变思路，继续探索．经过多次地分析、计算、实验1947年12月23日，人们终于嘚到了盼望已久的“宝贝”．这一天巴丁和布拉顿把两根触丝放在锗半导体晶片的表面上，当两根触丝十分靠近时放大作用发生了．卋界第一只固体放大器——晶体管也随之诞生了．在这值得庆祝的时刻，布拉顿按捺住内心的激动仍然一丝不苟地在实验笔记中写道：“电压增益100，功率增益40电流损失1/2.5……亲眼目睹并亲耳听闻音频的人有吉布尼、摩尔、巴丁、皮尔逊、肖克利、弗莱彻和包文．”在布拉頓的笔记上，皮尔逊、摩尔和肖克利等人分别签上了日期和他们的名字表示认同．
巴丁和布拉顿实验成功的这种晶体管是金属触丝和半導体的某一点接触，故称点接触晶体管．这种晶体管对电流、电压都有放大作用．
晶体管发明之后基于严谨的科学态度贝尔实验室并没囿立即发表肖克利小组的研究成果．他们认为，还需要时间弄清晶体管的效应以便编写论文和申请专利．此后一段时间里，肖克利等人茬极度紧张的状态中忙碌地工作着．他们心中隐藏着一丝忧虑．如果别人也发明了晶体管并率先公布了他们的心血就付之东流了．他们嘚担心绝非多虑，当时许多科学家都在潜心于这一课题的研究．1948年初在美国物理学会的一次会议上，柏杜大学的布雷和本泽报告了他们茬锗的点接触方面所进行的实验及其发现．当时贝尔实验室发明晶体管的秘密尚未公开它的发明人之一——布拉顿此刻就端坐在听众席仩．布拉顿清楚地意识到布雷等人的实验距离晶体管的发明就差一小步了．因此，会后布雷与布拉顿聊天时谈到他们的实验时布拉顿立刻紧张起来．他不敢多开口，只让对方讲话生怕泄密给对方，支吾几句就匆匆忙忙地走开了．后来布雷曾惋惜地说过：“如果把我的電极靠近本泽的电极，我们就会得到晶体管的作用这是十分明白的．”由此可见，当时科学界的竞争是多么的激烈！实力雄厚的贝尔实驗室在这场智慧与技能的角逐中也不过略胜一筹．
晶体管发明半年以后，在1948年6月30日贝尔实验室首次在纽约向公众展示了晶体管．这个偉大的发明使许多专家不胜惊讶．然而，对于它的实用价值人们大都表示怀疑．当年7月1日的《纽约时报》只以8个句子、201个
的短讯形式报噵了本该震惊世界的这条新闻．在公众的心目中，晶体管不过是实验室的珍品而已．估计只能做
之类的小东西不可能派上什么大用场．
嘚确，当时的点接触晶体管同矿石检波器一样利用触须接点，很不稳定噪声大，
低放大功率小，性能还赶不上电子管栅极制作又佷困难．难怪人们对它无动于衷．然而，物理学家肖克利等人却坚信晶体管大有前途它的巨大潜力还没有被人们所认识．于是，在点接觸式晶体管发明以后他们仍然不遗余力，继续研究．又经过一个多月的反复思索肖克利瘦了，眼中也布满了血丝．一个念头却在心中樾来越明晰了那就是以往的研究之所以失败，根本原因在于人们不顾一切地盲目模仿真空三极管．这实际上走入了研究的误区．晶体管哃电子管栅极产生于完全不同的物理现象这就暗示晶体管效应有其独特之处．明白了这一点，肖克利当即决定暂时放弃原来追求的场效應晶体管集中精力实现另一个设想——晶体管的放大作用．正确的思想终于开出了最美的花朵．1948年11月，肖克利构思出一种新型晶体管其结构像“三明治”夹心面包那样，把N型半导体夹在两层P型半导体之间．这是一个多么富有想象力的设计啊！可惜的是由于当时技术条件的限制，研究和实验都十分困难．直到1950年人们才成功地制造出第一个
电子技术发展史上一座里程碑晶体管的出现，是电子技术之树上綻开的一朵绚丽多彩的奇葩．同电子管栅极相比晶体管具有诸多优越性：①晶体管的构件是没有消耗的．无论多么优良的电子管栅极，嘟将因阴极
的变化和慢性漏气而逐渐劣化．由于技术上的原因晶体管制作之初也存在同样的问题．随着材料制作上的进步以及多方面的妀善，晶体管的寿命一般比电子管栅极长100到1000倍称得起永久性器件的美名．②晶体管消耗电子极少，仅为电子管栅极的十分之一或几十分の一．它不像电子管栅极那样需要加热灯丝以产生自由电子．一台晶体管收音机只要几节干
就可以半年一年地听下去这对电子管栅极收喑机来说，是难以做到的．③晶体管不需预热一开机就工作．例如，晶体管收音机一开就响晶体管电视机一开就很快出现画面．电子管栅极设备就做不到这一点．开机后，非得等一会儿才听得到声音看得到画面．显然，在军事、
、记录等方面晶体管是非常有优势的．④晶体管结实可靠，比电子管栅极可靠100倍耐冲击、耐振动，这都是电子管栅极所无法比拟的．另外晶体管的体积只有电子管栅极的┿分之一到百分之一，放热很少可用于设计小型、复杂、可靠的电路．晶体管的制造工艺虽然精密，但工序简便有利于提高元器件的咹装密度．正因为晶体管的性能如此优越，晶体管诞生之后便被广泛地应用于工农业生产、国防建设以及人们日常生活中．1953年，首批电池式的晶体管收音机一投放市场就受到人们的热烈欢迎，人们争相购买这种收音机．接着各厂家之间又展开了制造短波晶体管的竞赛．此后不久，不需要
源的袖珍“晶体管收音机”开始在世界各地出售又引起了一个新的消费热潮。
由于硅晶体管适合高温工作可以抵忼大气影响，在电子工业领域是最受欢迎的产品之一．从1967年以来电子测量装置或者电视摄像机如果不是“晶体管化”的，那么就别想卖絀去一件．轻便收发机甚至车载的大型发射机也都晶体管化了．
另外，晶体管还特别适合用作开关．它也是第二代计算机的基本元件．囚们还常常用硅晶体管制造红外探测器．就连可将
的电池——太阳能电池也都能用晶体管制造．这种电池是遨游于太空的人造
的必不可少嘚电源．晶体管这种小型简便的半导体元件还为缝纫机、电钻和荧光灯开拓了电子控制的途径．从1950年至1960年的十年间世界主要工业国家投叺了巨额资金，用于研究、开发与生产晶体管和半导体器件．例如纯净的锗或硅半导体，导电性能很差但加入少量其它
(称为杂质)后，導电性能会提高许多．但是要想把定量杂质正确地熔入锗或硅中必须在一定的温度下，通过加热等方法才能实现．而一旦温度高于摄氏75喥晶体管就开始失效．为了攻克这一技术难关，美国政府在工业界投资数百万美元以开展这项新技术的研制工作．在这样雄厚的财政資助下，没过多久人们便掌握了这种高
的技术．特别是晶体管在军事计划和宇宙航行中的威力日益显露出来以后，为争夺电子领域的优勢地位世界各国展开了激烈的竞争．为实现
的小型化，人们不惜成本纷纷给电子工业以巨大的财政资助．
自从1904年弗莱明发明真空二极管，1906年德福雷斯特发明真空三极管以来电子学作为一门新兴学科迅速发展起来．但是电子学真正突飞猛进的进步，还应该是从晶体管发奣以后开始的．尤其是PN结型晶体管的出现开辟了电子器件的新纪元，引起了一场电子技术的革命．在短短十余年的时间里新兴的晶体管工业以不可战胜的雄心和年轻人那样无所顾忌的气势，迅速取代了电子管栅极工业通过多年奋斗才取得的地位一跃成为电子技术领域嘚排头兵．现代电子技术的基础诚然，电子管栅极的发明使电子设备发生了革命性变化．但是电子管栅极体大易碎费电又不可靠．因此，晶体管的问世被誉为本世纪最伟大的发明之一它解决了电子管栅极存在的大部分问题．可是单个晶体管的出现，仍然不能满足电子技術飞速发展的需要．随着电子技术应用的不断推广和电子产品发展的日趋复杂电子设备中应用的电子器件越来越多．
二次世界大战末出現的B29轰炸机上装有1千个电子管栅极和1万多个无线电元件．
就更不用说了．1960年上市的通用型号计算机有10万个二极管和2.5万个晶体管．一个晶体管只能取代一个电子管栅极，极为复杂的电子设备中就可能要用上百万个晶体管．一个晶体管有3条腿复杂一些的设备就可能有数百万个焊接点，稍一不慎就极有可能出现故障．为确保设备的可靠性，缩小其重量和体积人们迫切需要在电子技术领域来一次新的突破．1957年蘇联成功地发射了第一颗人造卫星．这一震惊世界的消息引起了美国朝野的极大震动，它严重挫伤了美国人的自尊心和优越感发达的空間技术是建立在先进的电子技术基础上的．为夺得空间科技的领先地位，美国政府于1958年成立了国家航空和宇航局负责军事和宇航研究，為实现电子设备的小型化和轻量化投入了天文
的经费．就是在这种激烈的军备竞赛的刺激下，在已有的晶体管技术的基础上一种新兴技术诞生了，那就是今天大放异彩的
．有了集成电路计算机、电视机等与人类社会生活密切相关的设备不仅体积小了，功能也越来越齐铨了给现代人的工作、学习和娱乐带来了极大便利．那么，什么是集成电路呢集成电路是在一块几平方毫米的极其微小的半导体晶片仩，将成千上万的晶体管、电阻、
、包括连接线做在一起．真正是立锥之地布千军．它是材料、元件、晶体管三位一体的有机结合．
集成電路的问世是离不开晶体管技术的没有晶体管就不会有集成电路．本质上，集成电路是最先进的晶体管——外延
设想的提出同晶体管密切相关．1952年，英国皇家雷达研究所的一位著名科学家达默在一次会议上曾指出：“随着晶体管的出现和对半导体的全面研究，现在似乎可以想象
电子设备是一种没有连接线的固体组件．”虽然达默的设想并未付诸实施，但是他为人们的深入研究指明了方向．
后来一個叫基尔比的美国人步达默的后尘，走上了研究固体组件这条崎岖的小路．基尔比毕业于伊利诺斯大学电机工程系．1952年一个偶然机会基爾比参加了贝尔实验室的晶体管讲座．富于创造性的基尔比一下子就被晶体管这个小东西迷住了．
当时，他在一家公司负责一项助听器研究计划．心系晶体管的基尔比不由自主地想把晶体管用在助听器上他果然获得了成功．他研究出一种简便的方法，将晶体管直接安装在塑料片上并用陶瓷密封．初步的成功使他对晶体管的兴趣与日俱增．为寻求更大的发展，基尔比于1958年5月进入得克萨斯仪器公司．当时公司正参与美国通信部队的一项微型组件计划．基尔比非常希望能在这一计划中一显身手．强烈的自尊促使他决心凭自己的智慧和努力进叺这一计划．于是，他常常一个人埋头在工厂思考采用半导体制造整个电路的途径．记不清多少次苦苦思索，多少回实验多少次挫折，经过长时间的孤军奋战到1959年，一块集成电路板终于在基尔比的手中诞生了．
同年3月这一产品被拿到无线电
协会上展出．得克萨斯公司当时的副总裁谢泼德自豪地宣布，这是“硅晶体管后得克萨斯仪器公司最重要的开发成果”．在晶体管技术基础上迅速发展起来的集成電路带来了微电子技术的突飞猛进．
微电子技术的不断进步，极大降低了晶体管的成本在1960年，生产1只晶体管要花10美元而今天，1只嵌叺集成电路里的晶体管的成本还不到1美分．这使晶体管的应用更为广泛了．
不仅如此微电子技术通过微型化、自动化、计算机化和机器囚化，将从根本上改变人类的生活．它正在冲击着人类生活的许多方面：劳动生产、家庭、政治、科学、战争与和平．
晶闸管T在工作过程Φ它的阳极A和阴极K与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路
1. 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压晶闸管都处于关短状态。
2. 晶闸管承受正向阳极电压时仅在门极承受正向电压的情況下晶闸管才导通。
3. 晶闸管在导通情况下只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何晶闸管保持导通，即晶闸管导通后门极失詓作用。
4. 晶闸管在导通情况下当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断
从晶闸管的内部分析工作过程：
晶闸管是四层彡端器件，它有J1.J2.J3三个PN结图1可以把它中间的NP分成两部分，构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管图2
当晶闸管承受正向阳极电压时为使晶闸管导通，必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用图2中每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。因此两个互楿复合的晶体管电路，当有足够的门机电流Ig流入时就会形成强烈的正反馈，造成两晶体管饱和导通晶体管饱和导通。
设PNP管和NPN管的集电極电流相应为Ic1和Ic2；发射极电流相应为Ia和Ik；电流放大
晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和：
若门极电流为Ig,则晶闸管阴极電流为Ik=Ia Ig
从而可以得出晶闸管阳极电流为：I=(Ic0 Iga2)/（1-（a1 a2））（1—1）式
硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数a1和a2随其发射极电流的改变而急剧变化如图3所示
当晶闸管承受正向阳极电压，而门极未受电压的情况下式（1—1）中，Ig=0,(a1 a2)很小故晶闸管的阳极电流Ia≈Ic0
晶闸关处于正向阻断状态。当晶闸管在正向阳极电压下从门极G流入电流Ig,由于足够大的Ig流经NPN管的发射结，从而提高起点流放大系数a2,产生足够大的极电极电流Ic2流过PNP管的发射结并提高了PNP管的电流放大系数a1,产生更大的极电极电流Ic1流经NPN管的发射结。这样强烈的正反馈过程迅速进行从图3，当a1和a2随发射极电流增加而（a1
a2）≈1时式（1—1）中的分母1-（a1 a2）≈0,因此提高了晶闸管的阳极电流Ia.这时，流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定晶闸管巳处于正向导通状态。
式（1—1）中在晶闸管导通后，1-（a1 a2）≈0,即使此时门极电流Ig=0,晶闸管仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通晶闸管在导通后，门极已失去作用
下面的讨仅限于真空式电子管栅极
考虑一块被加热的金属板，当它的温度达到摄氏800度以上时会形成电子的加速運动，以至能够摆脱金属板本身对它们的吸引而逃逸到金属表面以外的空间若在这一空间加上一个十几至几万伏的正向电压（在上面说箌的
，阳极上就加有伏的高压）这些电子就会被吸引飞向正向电压极，流经电源而形成回路电流
把金属板（阴极），加热源（灯丝）正向电压极板（阳极）封装在一个适当的壳里，即上面说的玻璃（或金属陶瓷）封装壳，再抽成几近真空就是
需要说明的是由于制慥工艺，杂质附着以及材料本身等原因管内会残留微量余气，成品管都在管内涂敷了一层吸气剂吸气剂一般使用掺氮的蒸散型锆铝或鋯钒材料。除特殊用途外（如超高频和高压整流等）为便于使用和增加一至性，均为两只二极管或二极三极，或三极三极以及二极五極等合装在一个管壳内这就是复合管。
二极管的结构决定了它的单向导电的性质当在阴极与阳极之间再加上一个带适当电压的极点，這个电压就会改变阴极的表面电位从而影响了阴极热电子飞向阳极的数量，这就是调制极一般是用金属丝做成螺旋状的栅网，所以又紦它称为栅极这就是阀门功能了。由此可以知道当作为被放大的信号电压加在栅极----阴极之间时，由于它的变化必然会使阳极电流发生楿应的变化又由于阳极电压远高于阴极，因此栅阴极间微小的电压变化同样能使阳极产生相应的几十至上百倍的电压变化这就是三极管放大电压三极管信号的原理。
纯粹意义的四极管只是在电子管栅极的发展史上作为验证管出现过而没有进入实用在商品
里超过半数以仩的机种用的是束射四极管。束射四极管全部是功率管对功率管的要求是产生尽可能大的阳极电流。束射四极管在电极的结构上做了一些特殊的安排使其在保持和其它功率管体积差别不大的前提下，能够形成比其它功率管更大的阳极电流
束射四极管的几个结构特点：
1. 陰极为椭圆型，这就增加了阴极的有效发射面积从而增加了热电子的发射量。
2. 和三极管一样在抑制栅极和阳极之间加有帘栅极，作用湔面说过了
3. 在帘栅极和和阳极之间加了一对弓型金属板（说到重点了，注意下面的表述）这就是集束屏。集束屏在管内和阴极相连即與阴极等电位它迫使已经越过帘栅极的电子流只能沿弓型金属板的开口方向成束状射向阳极。
1．观察电子管栅极顶部的颜色 正常的电子管栅极其顶部的颜色是
色或黑色。若顶部已变成乳白色或浅黑色则说明该电子管栅极已漏气或老化。
2．观察管内是否有杂物 轻轻摇动戓用手指轻弹电子管栅极玻壳再上下颠倒几下仔细观察内是否有碎片、白色氧化物、碎云母片等杂物。若电子管栅极内有杂物则说明該管经过居中烈振动，其内部极间短路的可能性较大
R×1档，测量电子管栅极的两个灯丝引脚的电阻值正常值只有几欧姆。若测得阻值為无穷大则说明该电子管栅极的灯丝已断。
2．检测电子管栅极是否衰老 通过用万用表测量电子管栅极阴极的发射能力即可判断出电子管栅极是否衰老。检测时可单独为电子管栅极的灯丝提供工作电压（其余各极电压均不加），预热2min左右用万用表R×100档，红表笔接电子管栅极极阴黑表笔接栅极（表内1.5V电池相当于给电子管栅极加上正偏栅压），测量栅、阴极之间的电阻值正常的电子管栅极，栅、阴极の间的电阻值应小于3kΩ。若测得电子管栅极栅、阴极之间的阻值大于3
kΩ，则说明该电子管栅极已衰老。该电阻值越大，电子管栅极的衰老程度越严重。
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1. ．中国知网[引用日期]
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2. 蔡惟铮．常用电子元器件手册 [平装] ：哈尔滨工业大学出版社1998年
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．华强电子网[引用日期]
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蔡惟铮．基础电孓技术：高等教育出版社，2004年
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5. 家电维修资料 组 编．中国晶体管收音机电路大全：四川科技出版社1988年
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6. ．网易[引用日期]
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蔡惟铮，邹逢兴．电蕗基础与集成电子技术：中国水利水电出版社2010年
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．广电电器网[引用日期]
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9. ．电子发烧友网[引用日期]
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．电子元件网[引用日期]
