電子技術(shù)的發(fā)展是以電子元件的發(fā)展為重要前提的,電子元件的每一次變革,都引起了電子技術(shù)的重大突破。
無線電通訊是最早的電子技術(shù)之一。馬可尼于1901年取得了橫渡大西洋的遠(yuǎn)距離無線電通訊試驗(yàn)的成功,使人們看到了無線電通信技術(shù)的廣闊前景,但是由于當(dāng)時(shí)缺乏相應(yīng)的電子元件,通訊技術(shù)仍不能得到廣泛的應(yīng)用。
電子管
人們?cè)谘芯侩姶挪ǖ漠a(chǎn)生、傳遞和接收過程中,曾考慮到如何使不連續(xù)的電磁波變成連續(xù)的電磁波,但要使它們能夠在電子技術(shù)中得以應(yīng)用,關(guān)鍵也在于要研制出新的電子元件。
1883年,愛迪生(1847年~1931年)在研究用高熔點(diǎn)金屬做燈絲的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)燈絲達(dá)到白熱程度后,給金屬板極加正電壓,金屬板與燈絲雖沒有接觸,卻有電流通過;若給金屬板加負(fù)電壓,則無電流。這就是有名的“愛迪生效應(yīng)”。愛迪生效應(yīng)的發(fā)現(xiàn),預(yù)示著一種新的電子元件即將問世。
愛迪生發(fā)明的電燈
愛迪生雖然發(fā)現(xiàn)了愛迪生效應(yīng),但他并未意識(shí)到這一效應(yīng)的意義,而且對(duì)它的產(chǎn)生的原因也不很清楚。
1897年J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子以后,揭示出所謂“愛迪生效應(yīng)”是一種熱電子發(fā)射現(xiàn)象,是由于燈絲向正極發(fā)射電子,因而愛迪生效應(yīng)也稱為熱電子發(fā)射效應(yīng)。
英國發(fā)明家弗萊明(1849年一1945年)從1889年開始,用直流電與交流電多次重復(fù)過這個(gè)實(shí)驗(yàn)。后來他與馬可尼合作,幫助馬可尼設(shè)計(jì)了1901年橫跨大西洋的無線電報(bào)試驗(yàn)中所用的發(fā)射器。
1904年弗萊明又回到有關(guān)愛迪生效應(yīng)的研究工作,想利用這個(gè)效應(yīng)制造一種高性能的電磁波檢波器,以代替一直使用的性能較差的檢波器。他在一個(gè)真空管中放進(jìn)兩塊金屬板,一個(gè)是正極板,一個(gè)是負(fù)極板。
當(dāng)加熱負(fù)極時(shí),就有電子流人正極;當(dāng)正極加上無線電信號(hào)時(shí),通過的電流也隨之發(fā)生起伏。這就是二極管的發(fā)明。二極管是一種性能很好的新型檢波裝置,同時(shí)又為三極管這個(gè)劃時(shí)代的發(fā)明創(chuàng)造了條件。為了對(duì)產(chǎn)生的電子流加以控制,人們開始努力尋求控制二極管中電子流的方法。
由于19世紀(jì)對(duì)磁力和電力的研究已有很大進(jìn)展,因此科學(xué)家們首先想到利用這些已知的電磁力,在管子外面加電磁波圈,企圖以此來控制電子流,結(jié)果一無所獲。事實(shí)教育人們,必須采取新的控制方法。
德國物理學(xué)家利本(1878年~1913年)首先提出在管內(nèi)的兩極中加一篩狀穿孔板的設(shè)想。1906年美國物理學(xué)家李·德福斯特(1873年~
1961年)把利本的想法變成了現(xiàn)實(shí),制成了世界上第一只三極管。當(dāng)裝在燈絲和板極之間的爐柵白金絲柵極上的電壓有微小變化時(shí),陽極的電子流即發(fā)生很大的變化,從而實(shí)現(xiàn)了用電子管放大電信號(hào)、控制電信號(hào)的愿望。
的放大作用,使過去幾乎無法接收的電信號(hào)變得十分清晰了,從而使無線電通信距離和可靠性大大提高,并使遠(yuǎn)距離直接傳播人的聲音成為可能;三極管還能產(chǎn)生高頻振蕩,使電子技術(shù)從長波向短波區(qū)域發(fā)展,大大擴(kuò)大了電子技術(shù)的應(yīng)用范圍,出現(xiàn)了電視、雷達(dá)、聲納等新的技術(shù)。
三極管為電子技術(shù)開辟了廣闊的前景,它的產(chǎn)生是電子技術(shù)第一次重大的突破。三極管以后,又出現(xiàn)了四極管、五極管、更多極的電子管和復(fù)合管,形成了包括收信管、發(fā)射管、低頻管、高頻管、微波管超小型管等系列。
電子管是電子元件的第一代,在晶體管發(fā)明以的近半個(gè)世紀(jì)里,電子管幾乎是各種電子設(shè)備中唯一可用的電子器件。
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