История создания ламп
Повышение квалификации |
Георгий Члиянц (UY5XE)
Первым изобретателем в этой серии радиоэлектронных компонентов считается английский учёный Джон Амброз Флеминг [1849, Ланкастер - 1945, Сидмут] (член Лондонского королевского общества; в 1877-1881 гг. работал под руководством Дж.К. Максвелла; с 1881 г.- научный консультант компании Эдиссона в Лондоне; с 1899 г. - Компании беспроволочной телеграфии Маркони], который на основании исследований Т. Эдисона в 1904 г. изобрёл ламповый детектор (диод).
В 1906 г. американский радиоинженер-изобретатель и предприниматель Ли ДеФорест [1873, штат Айова - 1961, Голливуд] изобрёл т.н. "аудион" - усовершенствование диода Флеминга (между нитью накала - катодом и анодом был введён электрод в виде проволочной сетки для регулирования потоков электронов).
Современное же название "аудиону" - триод, позднее ввёл У. Иклз.
Примечание: 5 октября 1956 г в Париже Ли ДеФоресту был вручён орден “Почетного легиона”. Награда пришла к учёному только через 50 лет после его открытияю. Знаменитый физик Луи ДеБройль назвал открытие Ли ДеФореста одним из величайших в истории науки и техники. При вручении награды он сказал: "Специалисты всех областей науки должны выразить ДеФоресту своё почтение, свою признательность и своё восхищение!". Вдова изобретателя - Maria Lee DeForest имела радиолюбительский позывной (WB6ZJR)
Триод с высоким усилением был полностью разработан в 1927 г. главным образом благодаря вкладу американца Ирвинга Лангмюра (физик фирмы “General Elertric” - GE), который предсказал, что заключив лампу в колбу с высоким вакуумом, можно добиться лучших технических характеристик.
Первые катодные лампы
В том же году были созданы лампы с цепями накала, питающимися переменным током.
Примерно в этот же период англичанин Х. Дж. Раунд разработал четырехэлектродную лампу - тетрод, идея которого была выдвинута ещё раньше Вальтером Шоттки в 1919 г. в Германии и независимо от него Э.У. Халлом из фирмы GE в 1923 г. Достигнутое в тетроде повышение коэффициента усиления лампы позволило улучшить чувствительность приёмника. Кроме того, дополнительная сетка, введенная в тетрод, привела к уменьшению собственной ёмкости "управляющая сетка - анод", чем в значительной степени была снята проблема нейтрализации лампового каскада.
В 1929 г. голландские исследователи Г. Хольст и Беньямин Д. Х. Теллеген создали приёмные маломощные радиочастотные пентоды, в которых были снижены эффекты хаотической эмиссии электронов с анода, влияющие на работу тетрода. В результате была получена лампа с очень высоким коэффициентом усиления, большим анодным сопротивлением и равномерной характеристикой. В мощных лампах пентодная конструкция позволила обеспечить высокую выходную мощность при большом выделении энергии в анодной цепи и без чрезмерных искажений.
Тетрод и пентод, предложенные в 1930 г. Стюартом Бэллайтайном и Х.Э.Сноу (сотрудники американской фирмы “Radio Frequency Laboratories”), снизили в приёмниках уровень перекрёстной модуляции, а также уменьшили число деталей, требующихся для схем автоматической регулировки усиления.
Когда приобрела популярность радиосвязь с транспортными средствами и стало ясно, что метровый диапазон радиоспектра будет вскоре полностью "забит", крупнейшие производители радиоламп - фирмы “Radio Corp. of America” (ныне RCA), GE, “Westinghouse”, “Raytheon” и “Sylvania” - развернули работы по трём направлениям одновременно. Исследователи стремились улучшить функциональные свойства ламп, разработать их новые типы и попытаться повысить их верхний частотный предел. Результатами этих работ явились многофункциональный гептод (1932 г.), гексод (1933 г.) и пятисеточный преобразователь - пентагрид (1933 г.), а также лампы в металлических корпусах (1935 г.). Миниатюрная "желудёвая" лампа (1933 г.) открыла возможности для более надежной работы в метровом диапазоне. В 1932 г. “Sylvania” выпустила серию ламп с напряжением накала 6,3 В, которую приняли все изготовители радиоаппаратуры.
Знаменательным для своего времени явился тот факт, что в 1932 г. журнал "Electronics" привёл перечень 300 разных типов выпускаемых радиоламп – вдвое больше, чем их было опубликовано в предыдущем году.
Лучевые тетроды появились в 1936 г. Hе имея защитной сетки, они тем не менее обладали лучшими характеристиками, чем пентоды - позволяли развивать большие анодные токи при сравнительно низком анодном напряжении. В том же году вошли в употребление мощные лампы с нулевым смещением, работающие в режиме класса В. В 30-х годах получили широкое распространение "электрические глаза" -
фотоэлементы.
Катод с косвенным накалом позволил увеличить крутизну мощного пентода в четыре раза. С появлением ламп с большим значением напряжения отсечки стали популярны широкополосные усилители.
В 1936 г. журнал "Радиофронт" (#3, c. 19) напечатал оригинальное т.н. "Электронное
дерево", которое наглядно отображало хронику развития вакуумных ламп.
Завершена была эта самая плодотворная эра в развитии вакуумных ламп разработкой в 1938 г.миниатюрной безцокольной лампы для дециметрового диапазона и (примерно в то же время) копланарного триода.
К концу 30-х годов вакуумные лампы, с теоретической точки зрения, были изучены достаточно хорошо, что послужило трамплином для дальнейшего развития радиоэлектроники - создания полупроводниковых элементов.
Литература и источники:
1. "Электроника: прошлое, настоящее, будущее" (Пер. с анг. под ред. чл.-кор. АН СССР В.И. Сифорова (М.: "Мир", 1980, 296 с.).
2. Георгий Члиянц. "Радиолюбители и развитие телерадиовещания в Украине" (Киев: "Телерадиокурьер", #6/1999, c. 83-85).
3. Георгий Члиянц (UY5XE). "У истоков мирового радиолюбительского движения (Хроника: 1898-1928)" (Львов: 2000, 48 с., ил.)]
4. Г. Члиянц (UY5XE). "История электронных ламп" ("Радиомир; 2003; #3, c. 40, #4, c. 27, #5, c. 40).
5. http://www.qrz.ru/articles/detail.phtml?id=250