真空管的構造與放大原理

黃瑞澤(Happy)

我想部分的網友們都能希望自己擁有設計線路的能力,但是往往對於深奧難懂的教科書,卻又不知從何下手,在以下的文章裡,是真空管線路設計的基本課程,對於想入門的管迷們、或是看不懂負載線的網友們,請千萬不要錯過這為您準備的真空管大餐。

首先我們先看看基本的三極管構造,如圖一所示

圖一

在圖一中,A是真空管的內部構造,對照於真空管的電路符號B,而C是真空管的外觀圖。A圖中,包在最外面的是屏極,中間螺旋狀的是柵極,柵極圍繞著陰極與加熱燈絲,在真空管線路裡,一般都在屏極與陰極之間,加上正電壓,那麼將會產生電流經過屏陰極之間,而柵極的功能就是能控制屏陰之間的電流大小。 (注意!!這觀念很重要)請再看看圖2.

圖二

假設現在的屏壓一定,我們逐漸改變柵極的電壓,(因為真空管的輸入阻抗非常的高,我們就令Ig為0且Ip﹦Ik)做成表格如圖3.

圖三

我們可以很明顯的發現,當偏壓由0V升高到5V的時候,每增加1V偏壓,流過屏極的電流不會呈現線性增加,但是由0V降低到-5V的時候,每降低1V的偏壓,電流會降低2ma,直到沒有電流為止,這就說明了為何真空管大部分操作在負偏壓的狀態下。

我們再假設有個線路如圖四所示

圖四

這線路提供了-2V的負偏壓,由圖三我們可以知道此時的電流Ip會是6ma,所以B點的電壓是190V。(250V- (10K*6ma) = 250-60=190V)

此時我們再多加-1V的電壓於A點上,那麼負偏壓會變成-3V,Ip會變成4ma,B點的電壓變成210V。

請注意!!當我們多加-1V的時候,B點的電壓竟然改變了20V,這個時候您想到了什麼?沒錯!!訊號被放大了20倍且是反向的,現在您可以自己試試當訊號變成+1V的時候,B點的電壓是不是也下降了20V呢?

看完了以上這些說明,您是否對真空管的放大原理都清楚了呢?如果您對負載線一、二、三與這篇文章都能夠清楚掌握內容,那麼您就已經是半個真空管的設計高手嘍!!加油!!