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傍熱式真空管的穩(wěn)定度較高

為了解決直熱式真空管的燈絲問題，真空管設(shè)計者決定讓燈絲與陰極分家獨立，在燈絲的旁邊套上一圈金屬套筒，讓燈絲直接對金屬板加熱，電子從金屬板散發(fā)出來，這種加熱方式就稱為“傍熱式真空管”。

如此，真空管似乎就穩(wěn)定許多了，由于金屬套筒的體積與儲熱量遠大于傳統(tǒng)的燈絲，因此即使燈絲暫時的溫度變動，甚至暫時幾秒鐘的停止加熱，金屬板的溫度變化也有限，這也就是為什么某些擴大機關(guān)機之后，它還能唱個十幾秒鐘的主要原因。既然陰極與燈絲獨立，陰極板必須由燈絲間接加熱，于是燈絲再度改成鎢絲材質(zhì)，以求耐久性，并在鎢絲外層涂上一層白磁，一方面絕緣，另一方面也有定型的效果。由于間接加熱效果較差，陰極金屬板上會涂上釷、鋇或其他有利于電子發(fā)散的物質(zhì)。也因此，真空管的金屬極板看起來總是灰黑色，不像正常的金屬板，也由于制作組裝時必須仰賴手工，因此金屬板上總會留下許多細小的 刮痕，用家購買真空管時不必意外擔心。

直熱式真空管與傍熱式真空管使用上的差異，對于一般使用者而言是不必在乎直熱式真空管與傍熱式真空管的不同，但對于設(shè)計者而言，傍熱式真空管由于間接加熱的關(guān)系，燈絲電流通常較大，而且傍熱式的結(jié)構(gòu)必須對陰極金屬板加溫，因此開機后有一段緩慢的加溫期，如果是前級，則必須做好延遲設(shè)計，以免開機的脈沖傷了后級。

依據(jù)發(fā)展的過程來看，最早的真空管當然是直熱式的設(shè)計，二極管是首先被發(fā)展出來的，二極管的功能猶如現(xiàn)在的二極體，具有整流以及收音機內(nèi)部檢波的功能，二極管經(jīng)過適當?shù)脑O(shè)計，也可以成為穩(wěn)壓管，作用如現(xiàn)在的濟納二極體（Zener Diode）。由于真空管的動作原理很簡單，因此第一支真空管被成功的制造出來之后，就有許多科學家加入研發(fā)的工作。第一支三極管在1907年被一位美國科學家成功制造，從此便開啟了無線電時代的來臨，告別留聲機，進入擴大機時代。

真空管具有發(fā)射電子的陰極（K）和工作時通常加上高壓的陽極或稱屏極（P）。燈絲(F)是一種極細的金屬絲，而電流通過其中，使金屬絲產(chǎn)生光和熱，而去激發(fā)陰極來放射電子。柵極（G）它一定置于陰極與屏極之間。柵極加電壓是抑制電子通過柵極的量，所以能夠在陰極和陽極之間對電流起到控制作用。

為保持管內(nèi)的真空狀態(tài)，真空管中設(shè)有一物件，稱為除氣劑。一般由鋇、鋁、鎂等活潑金屬合金制成。在抽出管中空氣后，將管中各元件及除氣劑加熱至紅熱，這樣就可以吸收管內(nèi)電極所含之氣體。利用一圍繞管子之高頻電磁場而使除氣劑迅速升華，除氣劑就吸收管子中的氣體。在反應(yīng)過后，玻璃管內(nèi)壁積存銀色的除氣劑披覆層。若把管體的玻璃管打破或漏氣時，玻璃管內(nèi)壁積存銀色的除氣劑便會退色，同時也表示該真空管不能被使用。

現(xiàn)在，我們更進一步來看看最簡單的真空管工作原理。 整理一下剛剛所述，真空管具有幾個極，由最內(nèi)層到最外層分別為：燈絲，陰極，柵極，屏極。將一支真空管拆開之后，繪于附圖之中，從圖可知，當點亮燈絲，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至陰極金屬板上，等到陰極金屬板溫度達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。剛剛說到柵極猶如一個開關(guān)，當柵極不帶電時，電子流會穩(wěn)定的穿過柵極到達屏極，當在柵極上加入正電壓，對于電子是吸引作用，可以增強電子流動的速度與動力；反之在柵極上加入負電壓，同性相斥的原理電子必須繞道才能到達屏極，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?shù)钠珘海⑶以谄翗O串上一個電阻，藉此即可達到訊號放大的目的。真空管也與電晶體一樣，具有多種放大組態(tài)（事實上，電晶體的放大組態(tài)是從真空管延伸過來的應(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。別忘了，第一部電腦可是使用真空管制成的，當然，它只能做簡單的加減運算。 至此，真空管的基本工作原理已經(jīng)報告完畢，還缺少了什么？請觀察一下真空管的管壁內(nèi)部，有一塊類似水銀的薄膜黏附在玻璃壁上，這是延長真空管壽命的設(shè)計。除了極少部份低壓真空管外（并非指工作電壓低，而是指真空管內(nèi)部存在低壓氣體），大部分的真空管必須抽真空才能正常工作。真空管的接腳為金屬腳，雖然以玻璃封裝，但玻璃與金屬接腳之間仍然有漏氣的機會。玻璃管內(nèi)的金屬蒸鍍物（即消氣劑），會與氣體進行作用，它存在的目的就在于吸收氣體，以維持真空管內(nèi)部的真空度。這一層薄薄的金屬物氧化之后，會變成白色，表示真空管已經(jīng)漏氣不行了，所以若打破真空管時，這一層蒸鍍物質(zhì)也會變成白色。因此購買老真空管時，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，就表示這支真空管已經(jīng)邁入老年了。

使用300B真空管的用家一定有一個經(jīng)驗，將擴大機電源打開，室內(nèi)燈光熄滅，此時300B的燈絲會發(fā)出昏黃的光線，同時在真空管的頂端，有時候會出現(xiàn)像極光一樣的神秘藍光。藍光看起來是綿細的、柔軟的，略帶一些神秘。它像極光一樣，有時會扭曲飄動，似有若無的在真空管內(nèi)發(fā)亮。第一次見到藍光的人不免對它 產(chǎn)生好奇，有人說它無所謂，也有人說它是不正常的現(xiàn)象，基本上藍光的產(chǎn)生基于幾個因素。1.內(nèi)部有低壓氣體。2.真空管設(shè)計或制造不良。3.屏極電壓過高。

藍光的主要來源仍然是電子，當屏極的設(shè)計包覆不良，無法吸引電子流吸附在屏極金屬板上，就會讓電子到處流竄，真空管見到的藍光就是電子在真空管內(nèi)流竄的結(jié)果。藍光看起來美麗，卻有可能產(chǎn)生輻射，不過筆者并不確定是否對人體有傷害。藍光的出現(xiàn)也與真空管廠牌有極大的關(guān)系，大陸管以及蘇聯(lián)管Sovtek出現(xiàn)藍光的機會大于其他，而我自己使用的三部300B擴大機，使用四支大陸管與兩支WE300B，只有大陸管會發(fā)出藍光，久了也就視為正常了。