Радиолампы – исторический артефакт или технология будущего. Электровакуумные радиоэлементы еще себя покажут!
Сейчас электроника стала твердотельной, в качестве активных компонентов используются полупроводниковые устройства, но вакуумные лампы не готовы уйти со сцены окончательно
Р
адиолампы – электронные приборы, предназначенные для выпрямления тока и усиления сигнала. Они представляют собой электроды, размещенные в вакуумных стеклянных емкостях, между которыми интенсивно двигаются электроны. Появились они давно – в начале прошлого века. Основоположником технологии считается Джон Амброз Флеминг.
Первое использование радиоламп – детектирование слабых сигналов в телеграфах. Позже их начали применять для выпрямления переменного напряжения источников питания, а затем буквально везде, где сейчас применяют полупроводники – даже в компьютерах. Colossus, ЭНИАК, первый коммерческий серийный компьютер Ferranti Mark 1 – все они были ламповыми. Последний в этом ряду, построенный в 1962 году BRLESC, имел на борту 1727 ламп и 853 транзисторов.
Ближе к концу 50-х начался переход к использованию более высоких радиочастот, техника стала миниатюризироваться, и традиционные электронные лампы начали утрачивать актуальность. Отчаянной попыткой удержаться в массовом сегменте стали сверхминиатюрные радиолампы 6111 или 6021, называемые также «лампы-карандаши», — последнее поколение вакуумных мини-радиоламп, по размеру сравнимых с дискретными транзисторами. Эти маленькие устройства представляют собой абсолютную вершину ламповой технологии и финал массового использования радиоламп в бытовой электронике.
Однако совсем лампы не ушли, и по некоторым оценкам, вполне могут устроить полупроводникам матч-реванш.
Полет электрона в вакууме
Принцип работы радиоламп относительно прост. Герметичная стеклянная колба, из которой откачан воздух, в ней два электрода и вспомогательный элемент – подогреватель. Катод нагревается подогревателем до высоких температур (от 800 до 2000 градусов) и с его поверхности начинают вылетать электроны. Если на анод подать положительное (относительно катода ) напряжение, то под воздействием электрического поля электроны полетят туда – через лампу пойдет электрический ток. Если подать отрицательное – то не полетят. Элемент закрыт, тока нет. Так получают простейший элемент – вакуумный диод, позволяющий преобразовать переменный ток в постоянный.
Если между катодом и анодом добавить третий электрод – управляющую сетку, то появится возможность регулировать величину тока через радиолампу путем изменения напряжения на управляющей сетке – получаем триод, аналог транзистора. (Точнее, в историческом смысле, наоборот – транзистор аналог триода).
Лампы имели и более сложную конструкцию: пентоды, гептоды и так далее, – но общий принцип неизменен, полет электрона в вакууме, регулируемый внешним электрическим или магнитным воздействием. Пример магнитного воздействия – кинескоп, ЭЛТ (электронно-лучевая трубка). Это самая долгоживущая вакуумная лампа в компьютерной технике, ЭЛТ-мониторы небольшими тиражами выпускаются до сих пор.
Несмотря на кажущуюся простоту, электровакуумная техника имеет и свои конструктивные преимущества.
Ламповые бонусы
Радиолампы, помимо того, что приятно светятся, имеют и другие достоинства.