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 в работен обем от [[вакуум]] или газ с налягане, много по-ниско от атмосферното, обикновено затворен в метален или [[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 поставена в нейния 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.

През 1904 г., експериментирайки с Едисоновиедисонови крушки, внесени от САЩ, английският физик Джон Амброуз Флеминг изобретява диодната лампа, чието първо предназначение е 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 катода и анода тънка метална спирала – решетка„решетка“. При подаване на напрежение с определена честота на тази решетка, потокът електрони, течащ от катода към анода, се изменя синхронно 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.

Всеки материал се състои от атоми, а те от своя страна се състоят от електрони и ядро. Електроните в нормално енергийно състояние са в постоянно хаотично движение. С увеличаване на температурата на материята движението на електроните се ускорява. По този начин те полупаватполучават по-висока енергия, достатъчна, за да се отделят от атомите в пространството между тях. Когато работната среда е вакуум, това става с много малък разход на енергия.

При това положение би могло да се предположи, че от загрятиянагрятия до 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 катода, неговият електрически потенциал става положителен (поради това, че вече има недостиг от електрони). Така полученото положителното напрежение привлича обратно отрицателно заредените електрони, като те създават около катода „елекронен„електронен облак“.

Ако в лампата се постави метална пластинка и на нея се подаде достатъчно високо положително напрежение, пластинката ще привлича електроните, които емитираткатодът от катодаемитира. Това е най-простата електронна лампа, наречена ''[[диод]]'', тъй като тя съдържа два електрода: '''[[катод]]''' (с директно или индиректно подгряване) и метална пластинка или цилиндърче, разположено около 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.

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'„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 намалее. При това сравнително малки изменения на напрежението на решетката предизвикат значително изменение на анодния ток.

Ако това управляващо [[Електрическо напрежение|напрежение]] се променя (например ако е 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,. наТова койтое принциппринципът работина усилването на електронната лампа.

Лампа с три електрода се нарича ''триод''. Чрез поставяне на допълнителни спомагателни решетки в лампата се получават многоелектродни лампи, от които най-често използвани са т. нар. ''тетрод '' (четири електрода – анод, катод и две решетки) и ''[[пентод]]'', притежаващ три решетки. Има и лампи с повече решетки: ''хексод'' – с четири решетки, ''[[хептод]]'' – с пет решетки (използва се за преобразуване на честотата в суперхетеродинните радиоприемници), ''октод'' и ''нонод''. Има и комбинирани лампи, например триод и пентод заедно в един корпус, или два триода в един корпус, или триод заедно с диод и прпрочие. Със създаването на триодната лампа започва и бурното развитие на [[радиотехника]]та за излъчване и пренос на сигнали чрез [[електромагнитни вълни]] на далечно разстояние и технияттяхното приемприемане и манипулиране до възпроизвеждане на [[звук]].

През 50-те години започва и през 60-те години бурно се развихря „революцията“ в електрониката. Много бързо електронните лампи са заменени от полупроводникови приборикомпоненти – транзистори и интегрални схеми, които в първите години не ги превъзхождат по качествени параметри, но значително намаляват габаритите на радиоапаратурата,и разхода на енергия на радиоапаратурата, 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 налага 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 вс течение на времето (в товат. числоч. и чрез изобретяването на нови типове като ''полевите и MOS транзисторите)'', но въпреки всичко качествата на електронните лампи при някои специфични приложения – например като усилвателен елемент в аудиотехниката, остават ненадминати. и дориДори през 80-те години, след появата на компактдисковете, започва възраждане на електронната лампа като елемент на звукоусилвателната техника. Устройства с лампи се предпочитат и от музиканти, свирещи на електрически китари и прдр.

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, влошава звученето. Затова изкривяванията, внасяни от електронните лампи, се понасят по-търпимо от човешкия слух, като 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„подкастрят“ отгоре и отдолу.

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 е развита 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.

Крупните производители на електронни лампи са създали системи за обозначаване, които дават първоначална информация по отношение на отоплението на катода, броя на електродите, отразяващи основните функции на лампите и вида присъединителен цокъл. Поради това има европейска, американска, британска, съветска и други обозначителни системи. В периода на масовото използване на електронни лампи фирмите производителки създаваха подробни каталози. В тях се дават не само основните електрически параметри, габарити и присъединителен цокъл, но и волт-амперниволтамперни характеристики, както и препоръчителни електрически схеми за свързване и създаване на оптимални работни режими.

* D – напрежение на отоплението до 1.,4 V

* E – напрежение на отоплението 6.,3 V

* F – напрежение на отоплението 12.,6 V

* X – консумиран ток от отоплението 600 mA.

Цокълът на електронната лампа и този, който се монтира на монтажното шаси, трябва да осъществяват надежден електрически контакт и да осигурят стабилност на конструкцията и целостта на лампата, независимо от вибрации при условията на експлоатацията.

В обозначаването на електронните лампи с '''двуцифрени или трицифрени числа''' се обозначава конструкцията на електронната лампа, определя се серията и използванияизползваният присъединителен цокъл. За това европейските производители са приели стандартизирани обозначения.

| [[Файл:Ab1Philips.jpg|мини|100px|АВ 1 двоен диод на общ катод – ФилипсPhilips]]

| [[Файл:AF7.JPG|мини|100px|Пентод AF7 на ФилипсPhilips]]