真空管

真空二極管運作原理

如图中所示，

1. 将加热电压加于真空二极管的灯丝之上，将阴极加热至红热，从而使阴极的电子被激发（因此灯丝和阴极发出红光）。
2. 相较于阳极，阴极有更多的电子处于较高能量的激发态。因此，电子更容易被从阴极发射。
3. 当阴极接在电源的负极，阳极接在电源的正极时，两极间的电势差形成电场，使得阴极的电子跳跃至阳极。与之相反，若电势差的方向逆转，电子无法轻易地离开阳极跳跃至阴极。
4. 移动的电子形成电流。因为电子只能从阴极移至阳极，所以工作中的真空二极管具有单向导电性。

三極管運作原理

在真空二极管的基础上，三极管在阴极和阳极之间添加了一个栅极。通过在栅极和阳极间加上栅极电压，可以使栅极带上负电荷。由于电荷同性相斥，通过改变栅极的电场强度，就可以改变电子通过栅极的流量，从而起到放大作用。

管內有空氣之示意圖

電子在於其放射過程中，因會與空氣中之組成分子相撞而產生阻力，因此電子經由如空氣之類的介質來移動的話，將會比在真空狀態來的困難，所以若想輕鬆的達成電子放射之移動過程，需將產生電子放射及電子收集之各項元件，也就是燈絲、陰極、柵極、屏極等封裝於玻璃管內，且將其內部成為真空狀態，才能使電子之放射動作達成最高效率。若然真空度不足，會因為被陰極射出的電子擊打管中的空氣，令空氣的原子被激發至激態發出紅光，並嚴重影響真空管之工作表現[2]。另一方面電子打到玻璃也會產生藍光並產生二次電子反射噪音。

真空管可被分為2大類別，分別是直熱式和旁熱式。直熱式真空管是較早誕生的。它有一個致命的缺點，就是陰極容易受到燈絲的溫度而改變特性。當燈絲電壓變動時，或以交流電供應燈絲時，陰極呈現在不穩定的狀態下。旁熱式真空管作工相對較穩定。由於金屬套筒的體積與儲熱量遠遠大於傳統的燈絲，因此即使燈絲暫時的溫度變動，甚至暫時幾秒鐘的停止加熱，金屬板的溫度變化改變有限，這也就是為什麼某些擴大機關機之後，它還能唱十多秒的主要原因，是因為灯丝未冷却且電源供應部分有大容量電容器內部餘電未放完[3]。

大部份市售的真空管，其管壁為玻璃製。而軍用等特殊型式則為金屬製及为超高频而制的瓷质金属壳的大空电子管。 按玻璃形態可分為S管（大茄子）、ST管、G形管（大葫蘆）、GT管（直棒子）、自鎖管、MT管（花生管）、米型管、燈塔管、橡實管等。

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  同外型的玻璃真空管
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  鐵殼軍規6Ж4真空管

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  五極管
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  複合管

真空管可被分為二极管、三极管、四极管、束射四极管、五极管及複合管等很多種類別。依用途區分及常見的型號：

• 整流用二極管：12F、81、35W4、25M-K15、5MK9
• 整流用雙二極管：80、5Z3、5AR4、5U4、6X4、5Y3、83、82
• 水银蒸汽整流管。
• 冷阴极充气稳压管: WY-1
• 檢波用二極管：6AL5、EAA91、6H6
• 調諧指示管：6E1、6E2、6E5、1E2、EM80、EM81
• 电视显像管
• 静电显示管
• 蓋革計數管
• 光电管
• 星光倍加显像管
• 摄像管
• 磁控管（微波爐及雷達用）
• 行波管（雷達及衛星用）21111
• 電壓放大用三極管：6C4
• 双二极三极检波放大管：6AV6、6SQ7
• 電壓放大用双三極管：12AX7、12AU7、12AT7、12BH7A、6DJ8、6SN7
• 功率放大用三極管：45、WE300B、2A3、211、845、8045G
• 功率放大用双三極管：6336A、6080
• 功率放大用集射四極管：UY-807、KT88、6L6、6V6
• 遥截止電壓放大用五極管：6BA6、6BD6、6267、6SK7
• 锐截止电压放大用五极管：6AU6、6SJ7、6AK5
• 双二极五极检波放大管：6B8
• 功率放大用五極管：47、6F6、6CA7、6BQ5、6550、6AR5、42、30A5、50C5
• 變頻用七極管：6SA7、6BE6
• 六极变频管：6L7
• 变频用三极六极管：6U1
• 八极变频管：AK2
• 九极比例检波管：6BE9
• 發射用三極管：3-500Z、3-1000Z
• 發射用四極管：4CX250B
• 發射用五極管：6146B、S2001A
• 旁熱式雙三極小信號管：6922、ECC88、6DJ8
• 直熱式三極功率管