真空二极管的历史，工作原理和类型

真空二极管的历史

1904年11月16日首先真空二极管由John Ambrose Fleming先生发明，它也称为熔阀，第一热离子阀。在那些日子里，没有存在pn结在电子领域。下面显示了一种真空二极管的概念图。

真空管二极管如何工作？

在这里真空二极管主要是像现代的二极管．但它的尺寸更大。它由带阴极和阳极内的真空容器组成。该阴极和阳极连接在A上电压源．

阳极施加正面电压关于阴极。它适用于热离子发射的原则。灯丝加热该阴极。因此，电子从阴极发射并朝向阳极吸引。如果在阳极处施加的正电压不足，则阳极不能吸引由于热灯丝的热丝而从阴极发出的电子。

结果，在阴极和阳极之间的空间中累积了一云。这就是所谓的空间费．由于这种空间电荷，进一步发射的电子被抵消并回到阴极。因此电子发射实际上停止了。没有电流流过电路。

如果阳极和阴极之间的施加电压逐渐增加，那么越来越多的空间电荷电子来到阳极并为进一步发射的电子创造空空间。因此，随着阳极和阴极间电压的增加，我们可以提高电子的发射率。

同时，空间充电逐渐消失，这意味着它在阳极上被中和。一旦阳极和阴极之间的某些施加电压，整个空间充电消失了。从阴极发射电子没有更多的阻碍。然后，一束电子通过空间从阴极自由流动到阳极。结果，电流从阳极流到阴极。

另一方面，如果阳极相对于阴极为负极，则没有电子发射，因为它冷却不热。现在来自加热阴极的发射电子不达到阳极。由于排斥负阳极强烈空间费将累积在阳极和阴极之间。由于对该空间的排斥来再次充电，所有进一步发射的电子都返回到阴极，因此没有虚拟发射，因此没有电流在电路中流动。所以，真空二极管只允许电流单向流动。

在反向偏见下，该真空二极管不起作用。这种真空管是二十世纪上半叶的电子产品的基本成分。它在无线电，电视，雷达，声音强化，录音系统，电话，模拟和数字计算机以及工业过程控制的电路中可用。

真空二极管的V-I特性

真空二极管的V-I特性如下所示。

空间电荷的大小取决于空间电荷形成过程中阴极发射电子的大小。电子的发射进一步取决于阴极受热时的温度。因此，如果温度升高，空间电荷量也随之增加。因此，中和空间电荷所需的阳极电压也将更多。

因此，相同的真空二极管在不同的阴极温度下具有不同的V-I特性图。在上图中，我们只展示了其中的三个。T的一个图^O.C，一个用于温度超过t^O.c，一个比t的温度小于t^O.当阳极电压从零逐渐增加，电流从阳极到阴极是成比例增加。由于空间电荷限制了阴极的发射，电流随空间电荷强度的降低而成比例地增加。

如图所示，这一特性区域称为空间电荷限制区域。在空间电荷消失后，电子发射变成恒定的，并且完全依赖于阴极的温度。在这里，真空二极管中的电流达到饱和。当阳极没有电压时，电路中不应该有任何电流，但实际情况并非如此。由于速度的统计涨落，一些电子即使在阳极没有电压的情况下也有足够的能量到达阳极。这种现象引起的小电流称为飞溅电流。

使用真空管二极管

p-n结半导体逐渐进入市场，真空管被它们取代。真空管最基本的结构是真空二极管。真空管仍在世界各地广泛使用。真空管的应用包括:

• 原子钟
• 音频系统
• 汽车仪表板
• 蜂窝电话卫星
• 电脑显示器
• DVD播放机及录音机
• 电磁测试
• 电子显微镜
• 气体排放系统
• 气体激光器
• 吉他放大器
• 业余无线电
• 高速电路切换
• Klystron管
• 工业加热
• 离子显微镜
• 离子推进系统
• 激光器
• LCD计算机显示器
• 照明
• 微波系统
• 微波炉
• 军事系统
• 手机，蓝牙和Wi-Fi微波组件
• 乐器放大器
• 粒子加速器
• 照片倍增管
• 等离子体面板显示器
• 等离子体推进系统
• 专业音频设备
• 雷达系统
• 无线电通信
• 广播电台
• 录音室
• 太阳能收集器
• 声纳系统
• 闪光灯
• 卫星地面站
• 半导体真空电子系统
• 电视台
• 真空电子设备
• 真空面板显示器

真空二极管类型

这真空二极管管被归类为

1. 适当的频率范围(音频，无线电，微波)
2. 额定功率(小信号、音频功率)
3. 阴极/长丝型明智（间接加热，直接加热）
4. 应用明智（接收管，传输管，放大或切换）
5. 专业参数明智（寿命长，微宝素敏感性和低噪音音频放大）
6. 专业功能明智（光或辐射探测器，视频成像管）