《电子管放大电路实践》

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1、第1页第一章电子管一、真空中的电流及电子管的构成（一）真空中的电流我们知道：电流就是电荷的运动。为了便于理解，我们常用水流或气流与电流类比。例如：自来水管中的水流，水管便是水流的导管，它可以把水引到人们所需之处；再如，天然气管中的气流，气管便是气流的导管，它可以把天燃气引到人们所需之处。导体中的电流，导体便是电流的传输媒介，它可以把电流传输到其他元器件上。那么，如果没有导体，电流还存在吗？在回答这个问题之前，我们还是来看看水流和气流的情况。如果输送天然气没有用气管，天然气分子就会与空气分子发生碰撞而弥漫在空中，不能按它原来的方向运动。同样，如果输送电流没有用导体，运动的电子就会与空气分子

2、的电子发生碰撞。由于空气分子的电子受原子的束缚力很强，电子的运动受阻，故电子是不能在空气中定向运动的。那么，也许有人会问：电子在导体中运动，同样应该与导体分子的电子发生碰撞而受阻，为什么在导体中反而能形成电流呢？这是因为导体中的电子许多是自由的，即这些电子受导体原子的束缚力很小，经碰撞后，它们就会定向运动而形成电流，因而导体中电子的运动受到的阻力很小，电流能够维持。通过上述的分析可知：电子若要在空中运动形成电流，就必须为之第2页制造一个真空的环境。我们可以设想，如果空中没有空气分子，电子是可以在空中飞行而形成电流的。为了证实这一设想，人们做了下面的实验。实验装置如图所示。）在空气中不能形

3、成电流在真空中能形成电流图真空中电流的形成在一段平直的玻璃管中，一端设置一灯丝，另一端设置一电极，并将玻璃管密封。图）的玻璃管中有空气，图）的玻璃管中已抽出空气，视为真空。对于图，当开关闭合，再闭合开关时，电流表指针没有偏转。对于图，当开关闭合，再闭合开关时，电流表的指针发生偏转。这表明图的电路中有电流，即电子从灯丝向极板飞越，产生了真空电流。这是为什么呢？首先，灯丝在接通开关时，电源对灯丝供电，灯丝把电能转换成热能，使其自身发热。灯丝发热后，灯丝电子的热运动加快，尤其是灯丝的自由电子的热运动加快，并且“跑”到灯丝表面，甚至脱离灯丝表面。我们把这些电子叫做热电子。这些热电子像“电子云”一

4、般笼罩在灯丝上，我们把热电子脱离阴极表面的情形称为热电子的逸出。当灯丝与板极加电压后，灯丝和板极间便建立起电场，这些热电子在这一电场力的作用下，脱离灯丝表面而飞向正极板，从而形成了真空电流。真空电流到达板第3页极后，成为导体中的电流。通过上述分析可知，形成真空电流的条件有两点：一是要有灯丝提供热电子；二是必须为热电子的运动创造一个真空环境。只有这样，才能形成真空电流。在图中，由于玻璃管没有抽成真空，热电子的运动受阻，因而没有电流产生，故电流表指针不会偏转。了解真空中电流的形成，是认识电子管的基础。电子管就是根据上述原理设计制造的，电子管中的电流就是真空中的电流。（二）电子管的构成电子管的

5、型号很多，结构也各有特点，但不论哪一种型号的电子管，都是由装在管壳内部的各个电极和装在管内和管外的辅助零件组成的。常见的电子管外形有普通八脚管、小型管和超小型管，如图所示，此外，还有金属管、锁式管、橡实管和金属陶瓷管等。普通八脚管较大（直径约为毫米，高度约为毫米）。小型管较小，与大拇指相近，因而有拇指管之称。超小型管更小，最小的超小型管直径小于毫米。电子管的内部处于高真空状态，其真空度相当于正常大气压的七十六亿分之一。这个比值是很可观的，地球若按同样比值缩小，就会变成一颗直径约为毫米的小球。为什么电子管内要有高真空呢？原因是：气体的分子一直不停地做不规则的热运动，它们经常互相碰撞。在标准

6、状态下，一个大气压），每立方厘米体积内，气体分子数达个，气体分子平均每移动微米就要碰撞一次。如果电子管的真空度不高，那么从阴极飞向板极的电子，在途中会和许多分子相碰撞引起气体分子电离，产生气体离子，电子管的特性就会发生变化，第4页）普通八脚管）小型管超小型管图常见的电子管外形甚至使极间跳火。在电子管内部的高真空中，虽然每立方厘米内还有个气体分子，但气体分子平均每飞行米才相碰一次，于是从阴极到板极的路程中，大约一百万个电子中只有一个会和气体分子相碰，这么稀少的碰撞对电子管的工作不会起什么有害的影响。电子管的结构相当精密，所有零件的尺寸都很细小。所用的金属丝，直径最细的为微米，即还不到头发直

7、径的千分之一。电极间的距离也很近，一般电子管的阴板与栅极间距只有十分之几毫米，最小的间距仅为微米。为了方便起见，我们以图所示的直热式电子三极管为例，说明电子管的基本结构。电子三极管有三个电极：阴极、板极和栅极。阴极是电子管中电子的源泉。直热式三极管的阴极是借电流加热来发射电子，一般装在电子管的中心。第5页板极又称为阳极，工作时接正电压，接收从阴极发射出来的电子，位置在各电极的最外层，一般用金属板做成，形状有矩形、圆筒形等。栅极位于阴