Електронна лампа: Разлика между версии

'''Електронната лампа''' (също '''радиолампа''') е активен [[електронен компонент]], използван в електрическите вериги на [[радиотехника]]та и [[електроника]]та, с който се усилват, превключват или по друг начин управляват [[електричество|електрическите]] сигнали. За тази цел се емитира и управлява поток от [[електрон]]и в един работен обем от [[вакуум]] или газ с налягане много по-ниско наляганеот атмосферното, честообикновено изработензатворен подв форматаметален наили [[стъкло|стъклен]] балон, се емитира и управлява поток от [[електрон]]и.

През 1894 година американският изобретател [[Томас Едисън]] установява, че между нагрятата жичка на [[Лампа с нажежаема жичка|електрическа крушка]] и вкаранапоставена в крушкатанейния балон положително заредена плочка ([[анод]]) протича ток. Макар че не виждал конкретно приложение на откритието, Едисон го патентовал. Тогава електроните все още не били известни. През 1899 година немските физици Гайтел и Елснер, конструират първата вакуумна [[фотоклетка]], работеща на същия принцип. При нея [[катод]]ът не е бил нагреваема жичка, а слой от натрий и калий, свързан към минуса на външен токоизточник. Ток между катода и свързания с плюса на външния източник анод протичал при осветяването на катода.

Английският физик Джон Амброуз Флеминг прави опити вПрез 1904 г. експериментирайки с Едисонови крушки, внесени от САЩ, ианглийският разработвафизик Джон Амброуз Флеминг изобретява диодната лампа, която дачието сепърво използвапредназначение зае детектиране на радиосигналите (отделяне на полезния сигнал от модулираната носеща радиовълна).

През 1906 година [[Ли де Форест]] прави опит да въздейства върху потока електрони. Идеята му е да постави между нагрятата жичкакатода и анода тънка метална спирала – решетка. При подаване на напрежение с определена честота на тази решетка, потокът електрони, течащ от отоплителната жичкакатода към анода, се изменя в такт с честотатасинхронно на подаваното напрежение. Ли де Форест нарекъл изобретението си ''„аудион“'', като използвал латинската дума ''„audire“'', което означавали „слушам“ и патентовал схемата с аудион под името ''„аудионов приемник“''. Няколко месеца преди това австриецът Роберт фон Либен патентовал подобно изобретение под името „Усилвателна радиолампа“, понеже токът, протичащ през лампата, е много по-голям от тока, необходим за регулирането му. Имало е дългогодишен патентен спор за авторство между двамата.

ДаПри ситова представимположение обикновенаби електрическа крушка. Можеммогло да предположимсе предположи, че от нажеженатазагрятия жичкадо работна температура катод на една лампа във всички посоки се излъчват потоци електрони. Това обаче не е съвсем така. Електроните са отрицателно заредени частици, следователно веднага щом напуснат жичкатакатода, тянеговият щеелектрически станепотенциал положителнастава положителен (поради това, че навече нея ще се явиима недостиг от електрони). ПоложителнотоТака полученото положителното напрежение привлича отрицателнитеобратно електрони,отрицателно електронитезаредените сеелектрони връщаткато към жичката, катоте създават около неякатода „елекронен облак“.

Ако в лампата се постави метална пластинка и на нея се подаде достатъчно високо положително напрежение, пластинката ще привлича електроните, които излитат от жичката. Това е най-простата електронна лампа, наречена ''[[диод]]'', тъй като тя съдържа два електрода: нажежена жичка, която се нарича '''[[катод]]''', (с директно или индиректно подгряване) и метална пластинка или цилиндърче, разположено близо дооколо катода, наречено '''[[анод]]'''. Електронният поток, протичащ от катода към анода, се нарича ''аноден ток''. Той е толкова по-голям, колкото е по-високо анодното напрежение, т.е. положителното напрежение на анода.

Способността на нагрятия катод да излъчва електрони се нарича ''емисия''. При продължителна работа на лампата емисията ѝ намалява. Поради тази причина с течение на времето работата на електронните лампи се влошава и практически тя има определенограничен срок на експлоатация.

Ако между катода и анода на лампата се постави мрежа или спиралка от тънък проводник, през който електроните могат да преминават свободно, анодният ток практически няма да се измени. Ако на този електрод, наречен '''решетка''', се подаде напрежение, ще се получи следният резултат: ако подаденото напрежение е положително спрямо катода, но отрицателно спрямо анода, решетката ще помага на анода да привлича електроните и анодният ток ще се увеличи; ако подаденото напрежение е отрицателно и спрямо катода, решетката ще пречи на движението на електроните и анодният ток ще се намалинамалее. При това достатъчносравнително емалки изменения на решеткатанапрежението дана има твърде ниско напрежение, за да серешетката предизвикапредизвикат значително изменение на анодния ток.

Ако това управляващо [[Електрическо напрежение|напрежение]] есе променливопроменя (например модулиран сигнал), анодният ток ще се изменя в такт с измененията на подадения на решетката сигнал. При това измененията на анодния ток ще бъдат значително по-големи от измененията на управляващото напрежение, на който принцип работи усилването на електронната лампа.

През 50-те години започва и през 60-те години бурно се развихря „революцията“ в електрониката. Много бързо електронните лампи са заменени от полупроводникови прибори – транзистори и интегрални схеми, които в първите години не ги превъзхождат по качествени параметри, но значително намаляват габаритите на радиоапаратурата, разхода на енергия и позволяват производството на много широка гама електронни изделия от изчислителната техника, радиотехниката и телевизията, комуникационната техника, радиоавтоматиката и др. при значително повишена надеждност. Транзисторната техника се наложиналага на пазара благодарение на ниските си цени, възможността за масово производство и бързия технологичен напредък. Първоначално ниските технически параметри на транзисторите (шум, изкривявания и др.), са многократно подобрени в голяматечение степенна времето (в това число и съсчрез създаванетоизобретяването на новнови тип –типове като ''полевиполевите транзистории MOS транзисторите)'', но въпреки всичко качествата на електронните лампи при някои специфични приложения - например като усилвателен елемент в аудиотехниката остават ненадминати и ощедори през 80-те години, след появата на компактдисковете, започва едно възраждане на електронната лампа като елемент на звукоусилвателната техника. Устройства с лампи се предпочитат и от музиканти, свирещи на електрически китари и пр. .

Изкривяванията на сигнала, произвеждани в ламповите усилватели, представляват четни хармоници, докато транзисторите добавят нечетни хармоници. Опростено казано, четен хармоник излъчва звук, който има същия тон като основния, но една октава по-висок, докато нечетен хармоник излъчва друг тон от гамата, който, макар и много слабо, развалявлошава звученето. Затова изкривяванията, внасяни от електронните лампи, се понасят по-търпимо от човешкия слух, дорикато много разпространено мнение е . че правят звука по- приятен за слушане. Хармониците се появяват, разбира се, главно при силен аудиосигнал, когато синусоидите започват да се подкастрят отгоре и отдолу.

Естествено, причините за ренесанса на електронните лампи в областта на аудиотехниката са разчепканиразисквани отв много аспекти. Едни автори наблягат на хармониците, други на дълбоките отрицателни обратни връзки (ООВ) – налични при транзисторните усилватели и почти отсъстващи при ламповите, трети изследват разликите във влиянието на индуктивния товар, какъвто е високоговорителят, при високоволтовите лампови схеми и при нисковолтовите транзисторни схеми. Обосновават сеСъществуват и твърдения, че ренесансът на лампите е чисто и просто израз на носталгия при старите аудиоманиаци или увлечение по модната тенденция при по-младите.

Електронните лампи дълги години продължават масово да се използват във военните апаратури. Причината е способността им да не се влияят от радиация, т.е. те са много по-надеждни в условията на ядрена война, докато полупроводниковите устройства, освен ако не са специално екранирани моментално престават да функционират при ядрен взрив. Затова конструкцията на лампите за военни цели по отношение на надеждност, компактност и икономичност сее развиваразвита почти до съвършенство. Разработват се и много нови схемни решения, базирани на лампи. Електронните лампи са много по-малко чувствителни и към температурните промени, отколкото полупроводниковите елементи, но това може да се компенсира с подходяща схемотехника. Със сигурност обаче съвременната военна електроника е достигнала до технологично ниво, позволяващо използването и на предимствата на транзисторите и интегралните схеми, както и на нови прибори и устройства.