电子管,是一种最早期的电信号放大器件。被封闭在玻璃容器(一般为玻璃管)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。利用电场对真空中的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。
早期应用于电视机、收音机扩音机等电子产品中,后来逐渐被半导体材料制作的放大器和集成电路取代,但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作为音频功率放大器件(香港人称使用电子管功率放大器为“胆机”)。
1.电子管的阴极
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。一般来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直热式的,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。网状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)由于灯丝是网状结构, 单根灯丝的电流较小, 局部磁
场较弱, 从而阴极电流所产生的交流声也较小。
2.电子管的栅极
电子管的栅极根据它们在管中所起的作用不同分为一栅、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。栅极结构关系到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、辐射系数好以及熔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, 可减小帘栅耗, 改善电流分配提高性线。
3.电子管的阳极
阳极是收集阴极发射出来的大部分电子的电极。电子管工作时, 由于电子管轰击板极表面, 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却已不能胜任。故须采用强制冷却方式。常用的有风冷、水冷和蒸发冷却等。
由于电子管体积大、功耗大、发热厉害、寿命短、电源利用效率低、结构脆弱而且需要高压电源的缺点,它的绝大部分用途已经被固体器件晶体管所取代。优点:1、电子管负载能力强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(如大功率无线电发射设备,高频介质加热设备)继续发挥着不可替代的作用。
外观检查
1.观察电子管顶部的颜色 正常的电子管,其顶部的颜色是银色或黑色。若顶部已变成乳白色或浅黑色,则说明该电子管已漏气或老化。
2.观察管内是否有杂物 轻轻摇动或用手指轻弹电子管玻壳,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。若电子管内有杂物,则说明该管经过居中烈振动,其内部极间短路的可能性较大。
用万用表检测
1.测量灯丝电压 用万用表R×1档,测量电子管的两个灯丝引脚的电阻值,正常值只有几欧姆。若测得阻值为无穷大,则说明该电子管的灯丝已断。
2.检测电子管是否衰老 通过用万用表测量电子管阴极的发射能力,即可判断出电子管是否衰老。检测时,可单独为电子管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,红表笔接电子管极阴,黑表笔接栅极(表内1.5V电池相当于给电子管加上正偏栅压),测量栅、阴极之间的电阻值。正常的电子管,栅、阴极之间的电阻值应小于3kΩ。若测得电子管栅、阴极之间的阻值大于3 kΩ,则说明该电子管已衰老。该电阻值越大,电子管的衰老程度越严重。
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