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(wèn)題，真空管設(shè)計(jì)者決定讓燈絲與陰極分家獨(dú)立，在燈絲的旁邊套上一圈金屬套筒，讓燈絲直接對(duì)金屬板加熱，電子從金屬板散發(fā)出來(lái)，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(chǔ)熱量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的燈絲，因此即使燈絲暫時(shí)的溫度變動(dòng)，甚至?xí)簳r(shí)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(kuò)大機(jī)關(guān)機(jī)之后，它還能唱個(gè)十幾秒鐘的主要原因。既然陰極與燈絲獨(dú)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(huì)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(lái)總是灰黑色，不像正常的金屬板，也由于制作組裝時(shí)必須仰賴手工，因此金屬板上總會(huì)留下許多細(xì)小的 刮痕，用家購(gòu)買(mǎi)真空管時(shí)不必意外擔(dān)心。

直熱式真空管與傍熱式真空管使用上的差異，對(duì)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(duì)于設(shè)計(jì)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(duì)陰極金屬板加溫，因此開(kāi)機(jī)后有一段緩慢的加溫期，如果是前級(jí)，則必須做好延遲設(shè)計(jì)，以免開(kāi)機(jī)的脈沖傷了后級(jí)。

依據(jù)發(fā)展的過(guò)程來(lái)看，最早的真空管當(dāng)然是直熱式的設(shè)計(jì)，二極管是首先被發(fā)展出來(lái)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(jī)內(nèi)部檢波的功能，二極管經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，也可以成為穩(wěn)壓管，作用如現(xiàn)在的濟(jì)納二極體（Zener Diode）。由于真空管的動(dòng)作原理很簡(jiǎn)單，因此第一支真空管被成功的制造出來(lái)之后，就有許多科學(xué)家加入研發(fā)的工作。第一支三極管在1907年被一位美國(guó)科學(xué)家成功制造，從此便開(kāi)啟了無(wú)線電時(shí)代的來(lái)臨，告別留聲機(jī)，進(jìn)入擴(kuò)大機(jī)時(shí)代。

真空管具有發(fā)射電子的陰極（K）和工作時(shí)通常加上高壓的陽(yáng)極或稱屏極（P）。燈絲(F)是一種極細(xì)的金屬絲，而電流通過(guò)其中，使金屬絲產(chǎn)生光和熱，而去激發(fā)陰極來(lái)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(guò)柵極的量，所以能夠在陰極和陽(yáng)極之間對(duì)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(chǎng)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(guò)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(shí)，玻璃管內(nèi)壁積存銀色的除氣劑便會(huì)退色，同時(shí)也表示該真空管不能被使用。

現(xiàn)在，我們更進(jìn)一步來(lái)看看最簡(jiǎn)單的真空管工作原理。 整理一下剛剛所述，真空管具有幾個(gè)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(kāi)之后，繪于附圖之中，從圖可知，當(dāng)點(diǎn)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(dǎo)至陰極金屬板上，等到陰極金屬板溫度達(dá)到電子游離的溫度時(shí)，電子就會(huì)從金屬板飛奔而 出。此時(shí)在電子是帶負(fù)電的，在屏極加上正電壓，電子就會(huì)受到吸引而朝屏極金屬板飛過(guò)去，穿過(guò)柵極而形成一電子流。剛剛說(shuō)到柵極猶如一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)柵極不帶電時(shí)，電子流會(huì)穩(wěn)定的穿過(guò)柵極到達(dá)屏極，當(dāng)在柵極上加入正電壓，對(duì)于電子是吸引作用，可以增強(qiáng)電子流動(dòng)的速度與動(dòng)力；反之在柵極上加入負(fù)電壓，同性相斥的原理電子必須繞道才能到達(dá)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(hào)連接在柵極上，并且加入適當(dāng)?shù)钠珘�，并且在屏極串上一個(gè)電阻，藉此即可達(dá)到訊號(hào)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(shí)上，電晶體的放大組態(tài)是從真空管延伸過(guò)來(lái)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(dāng)然，它只能做簡(jiǎn)單的加減運(yùn)算。 至此，真空管的基本工作原理已經(jīng)報(bào)告完畢，還缺少了什么？請(qǐng)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(zhǎng)真空管壽命的設(shè)計(jì)。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(jī)會(huì)。玻璃管內(nèi)的金屬蒸鍍物（即消氣劑），會(huì)與氣體進(jìn)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(huì)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(shí)，這一層蒸鍍物質(zhì)也會(huì)變成白色。因此購(gòu)買(mǎi)老真空管時(shí)，也要注意蒸鍍物的情況，像水銀一樣的為佳，若開(kāi)始蒼白、剝落時(shí)，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(gè)經(jīng)驗(yàn)，將擴(kuò)大機(jī)電源打開(kāi)，室內(nèi)燈光熄滅，此時(shí)300B的燈絲會(huì)發(fā)出昏黃的光線，同時(shí)在真空管的頂端，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)像極光一樣的神秘藍(lán)光。藍(lán)光看起來(lái)是綿細(xì)的、柔軟的，略帶一些神秘。它像極光一樣，有時(shí)會(huì)扭曲飄動(dòng)，似有若無(wú)的在真空管內(nèi)發(fā)亮。第一次見(jiàn)到藍(lán)光的人不免對(duì)它 產(chǎn)生好奇，有人說(shuō)它無(wú)所謂，也有人說(shuō)它是不正常的現(xiàn)象，基本上藍(lán)光的產(chǎn)生基于幾個(gè)因素。1.內(nèi)部有低壓氣體。2.真空管設(shè)計(jì)或制造不良。3.屏極電壓過(guò)高。

藍(lán)光的主要來(lái)源仍然是電子，當(dāng)屏極的設(shè)計(jì)包覆不良，無(wú)法吸引電子流吸附在屏極金屬板上，就會(huì)讓電子到處流竄，真空管見(jiàn)到的藍(lán)光就是電子在真空管內(nèi)流竄的結(jié)果。藍(lán)光看起來(lái)美麗，卻有可能產(chǎn)生輻射，不過(guò)筆者并不確定是否對(duì)人體有傷害。藍(lán)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(lán)光的機(jī)會(huì)大于其他，而我自己使用的三部300B擴(kuò)大機(jī)，使用四支大陸管與兩支WE300B，只有大陸管會(huì)發(fā)出藍(lán)光，久了也就視為正常了。