       電子管，是一種最早期的電信號放大器件。被封閉在玻璃容器（一般為玻璃管）中的陰極電子發(fā)射部分、控制柵極、加速柵極、陽極（屏極）引線被焊在管基上。利用電場對真空中的控制柵極注入電子調(diào)制信號，并在陽極獲得對信號放大或反饋振蕩后的不同參數(shù)信號數(shù)據(jù)。早期應用于電視機、收音機擴音機等電子產(chǎn)品中，近年來逐漸被半導體材料制作的放大器和集成電路取代，但在一些高保真的音響器材中，仍然使用低噪聲、穩(wěn)定系數(shù)高的電子管作為音頻功率放大器件（香港人稱使用電子管功率放大器為“膽機”）。 電子管的種類 （一）按用途分類 電子管按其用途的不同可分為電壓放大管、功率放大管、充氣管、閘流管、引燃管、變頻管、整流管、檢波管、調(diào)諧指示管（電眼）、穩(wěn)壓管等。 （二）按電極數(shù)分類 電子管按其電極數(shù)的不同可分為電壓放大管、三極管、四極管、五極管、六極管、七極管、八極管、九極管和復合管等。三極以上的電管又稱為多極管或多柵管。 （三）按外形分類 電子管按其外形及外殼材料可分為瓶形玻璃管（ST管）、“橡實”管、筒形玻璃管（GT管）、大型玻璃管（G式管）、金屬瓷管、小型管（也稱花生管或指形管、MT管）、塔形管（燈塔管）、超小型管（鉛筆形管）等多種。 （四）按內(nèi)部結構分類 電子管按其內(nèi)部結構可分為單二極管、二極管、雙二極三極管、雙二極管極管、單三極管、功率五極管、束射四極管、束射五極管、雙一極管、二極——五極復合管、又束射四極管、三極-五極復合管、三極-六極復合管、三極-七極復合管、束射功率等多種類型。 （五）按陰極的加熱方式分類 電子管按陰極的加熱方式可分為直熱式陰極電子管（電流直接通過陰極使其達到熱電子發(fā)射狀態(tài)）和旁熱式陰極電子管（通過陰極旁的燈絲加熱陰極）。 （六）按屏蔽方式分類 電子管按屏蔽方式可分為銳截止屏蔽電子管和遙截止屏蔽電子管。 （七）按冷卻方式分類 電子管按冷卻方式可分為水冷式電子管、風冷式電子管和自然冷卻式電子管。   電子管使用時應注意的問題  1.電子管各極的電壓應嚴格按順序進行接入 即:燈絲-偏壓-陽壓-簾柵壓-激勵信號, 關機時按相反的順序進行。電子管的燈絲特別是碳化釷鎢燈絲是很脆弱的, 頻繁的開關機對燈絲的影響是致命的, 燈絲的冷態(tài)、熱態(tài)電阻值差異較大, 會產(chǎn)生一定的電磁引力, 大多數(shù)電子管都是在頻繁開、關機時碰極。因此在給燈絲加電壓最好是逐漸和分檔加, 對延長管子的使用壽命是很有好處的。 2.燈絲電壓應在額定值的允許誤差范圍內(nèi)使用 通常允許范圍為5 %, 若能保持在±1%內(nèi)對延長壽命是有利的。氧化物陰極電子管燈絲電壓偏高時, 會加速氧化鋇的分解而縮短陰極壽命;燈絲電壓偏低時, 鋇原子不能迅速地擴散到陰極表面, 會使陰極“中毒” 也就是電子管的發(fā)射能力不能再恢復。碳化釷鎢燈絲陰極的電子管燈絲電壓偏高時燈絲中的釷原子會很快蒸發(fā)掉, 縮短陰極壽命, 燈絲電壓偏低時, 也會使陰極受正離子轟擊而失效。實踐證明使用直流燈絲電源的發(fā)射管, 在工作一段時間后把燈絲正負極性變換一次, 以使整個陰極能夠均勻損耗, 同時把燈絲輸入端對地接的電解電容極性也隨之改變, 有助于延長管子壽命。對于使用壽命已知的管子, 因陰極發(fā)射量不足而功率下降,可適當提高燈絲電壓, 加大其燈絲電流來延長使用壽命。 3.貯存電子管的庫房要求干燥無塵、防潮、防震、通風良好不得放有易揮發(fā)性腐蝕物品。室溫在 5℃ ～ 35 ℃之間, 相對濕度不大于80%。電子管應垂直放置, 陽極向下,管上不得承受重量。貯存期一般不超過3 年, 以防真空度下降。長期存放的電子管, 內(nèi)部會放出一些氣體, 使管內(nèi)真空度下降, 因此在使用時。將電子管加50 %燈絲電壓保持10min～ 15min , 然后加額定燈絲電壓保持30min , 然后加偏壓, 再加50%額定陽極電壓保持20min～ 30min , 再將陽極電壓加到額定值。此煉過程可延長管子的使用壽命。一般老煉可將電子管加上燈絲額定工作電壓保持2h 以上,但此法不如上面燈絲、陽壓分檔加壓老煉效果好。  4.電子管安裝前應檢查外觀不應有汽泡、油污、裂縫和任何機械性損傷, 金屬件不得有銹蝕陶瓷上的污跡可用酒精擦除;金屬件上的銹蝕先用沙紙擦除, 再用酒精擦凈。檢查絕緣電阻時應用萬用表R×10K檔檢查即可, 用于1KW 以上的管子可用500VMΩ表檢查,用于10KW 的大功率管子用1000VMΩ表檢查。安裝時要小心緩慢地進行, 避免受力振動而損壞, 要軸向垂直放置, 保持陽極的垂直同心度。各極與腔體簧片要接觸良好, 否則易出現(xiàn)高壓打火或管子工作不穩(wěn)定。 5.工作當中發(fā)射管各極都要保持良好的通風和其他冷卻 溫度過高會降低電子管的壽命, 甚至損壞, 對于風冷要注意風道暢通防塵;對于水冷系統(tǒng)、蒸發(fā)冷卻要注意一定要采用軟化水或蒸餾水, 水量要充足。不允許有堵塞、漏風、漏水、漏氣現(xiàn)象。經(jīng)常檢查發(fā)射機工作狀態(tài), 不允許發(fā)射機出現(xiàn)高頻打火、機器失諧、寄生振蕩等現(xiàn)象, 盡量避免柵流過大, 短時間的柵流過大也可能損壞管子 。 6N系列：(6N1/6N4/6N6/6N10/6N11/6N8P) 6N1:國產(chǎn)管里面不得不提的就是6N1,它屬于中放大系數(shù)管，參數(shù)介于12AU7(ECC82)和12AT7(ECC81)之間，兼具它們的特點。歷史上也只有中蘇兩國生產(chǎn)這個管子。
6N1原型是“開屏”結構，中國后來在開屏的基礎上改進了它的缺點，研發(fā)了“閉屏”的6N1，閉屏的6N1可以勝任高頻放大電路。6N1一般在膽機里做低頻電壓放大或者倒相推動。由于6N1的參數(shù)屬于“四不像”類型，基本找不到一款歐美管可以替換的，所以只能在國產(chǎn)或蘇產(chǎn)里挑選優(yōu)秀的使用。
6P系列：（6P1/6P3P/6P6P/6P14）
最后我來介紹一個質(zhì)量絕對反殺歐美管的國貨精品-----FU-5(805),這是一個直熱功率三極管，設計用于發(fā)射臺的射頻功率放大、振蕩、調(diào)制。后來也有用來設計音頻功率放大。它工作在B類狀態(tài)下，兩管在屏極電壓1250V下，推挽功率可以達到恐怖的320W左右。
國產(chǎn)電子管一般在管身或者管基(座)上標示有使用的等級：M(民用)、J(軍用)、T(特殊)、Q(高機械強度)、 S(長壽命)。挑選的時候盡量選J級以上的。 電子管的主要應用在廣播、通訊、醫(yī)療等領域。 真空管當然不是無緣無故做幾片金屬板封裝在抽真空的玻璃瓶里進行實驗的，它的發(fā)展與發(fā)明大王愛迪生有著一段故事。 電流與電子流動的方向恰巧相反 在此之前試問一個小問題：電路分析上“電流”的方向與實際上“電子”流動的方向是否相同？答案是否定的，電流與電子流的方向是恰巧相反的。過去的科學家無法觀察電子流動的方向，于是統(tǒng)一說法，將電池的某一極設定為正極，其電壓為正電壓，電流由正極流至負極而形成一個封閉的回路。由于大家統(tǒng)一說法與作法，因此多年來并沒有發(fā)生任何沖突之事，直到了近代科學家有了更精良的設備，觀察之后遂推翻了之前的說法：“原來電子是由電池的負端流出來的”?。〒Q言之，電子是從擴大機的喇叭負端流出，而從喇叭正端回流的） 愛迪生效應身為使用者并不需要在意何者為真，只要按照科學家的結論行事就可以了。說這一段就是因為當初 愛迪生發(fā)明燈泡之后，發(fā)現(xiàn)他生產(chǎn)的燈泡燈絲老是從正極端燒斷，于是進一步實驗在燈泡中加入一塊小金屬板，點燈之后將金屬板連接電表，分別施以正電壓以及負電壓，觀察電流的情形。 真空管對于當時的科學而言，位于真空狀態(tài)下且不連接的金屬板，不論如何連接是不可能產(chǎn)生電流的，但怪事發(fā)生了，愛迪生發(fā)現(xiàn)某種物質(zhì)（其實就是電子）會透過金屬板，會從電池的負極騰空“跳”到正極，此發(fā)現(xiàn)當然激起更大的實驗動機，此現(xiàn)象便稱為“ 愛迪生效應”。這也是科學家首次質(zhì)疑電流流動的方向，以及自由電子在空間中流動的現(xiàn)象。
真空管的誕生金屬之所以能導電，就是因為金屬的自由電子較多，便于電子的相互流動，因此電子材料必須由導電性佳的 相吸。又從愛迪生效應中得知，當加熱金屬物質(zhì)時，活躍于質(zhì)子外圍的自由電子容易產(chǎn)生游離現(xiàn)象，溫度高導致電子活性增強，此時若空間中有一正電壓強力吸引，游離的電子就會在空間中流動?；谶@幾個當時已被了解的知識，佛來明（J.A. Fleming）于1904年制造出第一支二極真空管， 德福雷斯特（De Forest Lee）將二極管加以改良，于1907年制造出第一支三極管，既然成功研發(fā)了三極管，真空管的應用開始實現(xiàn)，真空管的發(fā)展從此一日千里。
三極管是最基本的真空管 二極管、三極管、五極管，從字面意義代表真空管內(nèi)部基本“極”的數(shù)量。真空管擁有三個最基本的極，第一是“陰極”（Cathode，以K代表）：陰極當然是陰性的，它是釋放出電子流的地方，它可以是一塊金屬板或是燈絲本身，當燈絲加熱金屬板時，電子就會游離而出，散布在小小的真空玻璃瓶里。第二個極是“屏極”（Plate，以P代表），基本上它是真空管最外圍的金屬板，眼睛見到真空管最外層深灰色或黑色的金屬板，通常就是屏極。屏極連接正電壓，它負責吸引從陰極散發(fā)出來的電子（還記得嗎？利用異性相吸的原理），作為電子游離旅行的終點。第三個極為“柵極”（Grid，以G代表），從構造看來，它猶如一圈圈的細線圈，就如同柵欄一般，固定在陰極與屏極之間，電子流必須通過柵極而到屏極，在柵極之間通電壓，可以控制電子的流量，它的作用就如同一個水龍頭一般，具有流通與阻擋的功能。 真空管光有三個極當然還不算完美，也因此后來的真空管不斷改進，在結構上也有了許多的改進之道，以配合不同的放大方式（如超線性接法等），但該部份的內(nèi)容已經(jīng)脫離本文，暫不詳述。
發(fā)展史引擎運轉(zhuǎn)必須要有燃料，真空管的動作動力為電能。真空管的電極當中，最重要的應屬陰極，它負責將電子釋放出來，作為一切動作的基本。最早的真空管由于構造及理論簡單，直接將燈絲充當陰極使用，換句話說，當燈絲點亮時，由于燈絲溫度提高，電子就從燈絲釋放出來，經(jīng)過柵極直奔屏極。這種真空管就叫做“直熱式真空管”，這次專題的主角300B，就是屬于這類型的真空管，相較于其他現(xiàn)代化的五極真空管，300B的構造簡單，性能好，輸出功率也低。
燈絲（Filament）可以使用不同的材質(zhì)制成，由于直熱式三極管直接將燈絲當作陰極，因此燈絲的特性直接影響著直熱式真空管的性能?；旧?，真空管的燈絲主要可分成三種材質(zhì)構成，第一種當然是耐高溫的鎢絲。將純度高的鎢絲抽成細絲，卷繞成狀在真空管的最內(nèi)層，通電之后即可發(fā)出溫度。但鎢絲必須加溫到兩千余度時，電子才能發(fā)散，因此以鎢絲制成燈絲的真空管點燃時，會發(fā)出光輝耀眼的亮度，同時溫度高得嚇人。別意外，不是真空管要燒掉了，而是它本如此！但將鎢絲點亮需要消耗較大的電力，唯一的優(yōu)點是鎢絲甚為耐用，普遍運用于較大功率或長壽命的真空管上。筆者經(jīng)常聽到人說：“那支真空管點起來那么亮，一定兩三下就掛點了”。其實并不然，在某些情況下這種真空管的壽命可達數(shù)萬小時，拿來當作家里的燈泡，既耐用又有裝飾的作用，一舉數(shù)得！ 另一種燈絲采用釷鎢合金，它只需將燈絲加溫至千余度即可工作，相較之下較省電力。最常使用的應為氧化堿土燈絲，它的作法是在燈絲外，涂上一層厚厚的氧化堿土，看起來接近白灰色的物質(zhì)，它只需要加溫至約700度（看起來約暗紅色），即可獲得足量的電子，因此工作溫度最低、也最節(jié)省電力，一般而言只須供應6.3V左右的直流，就可以正常工作。 直熱式真空管當然有它天生的優(yōu)點，但卻有一個致命的缺點，那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(xiàn)在不穩(wěn)定的狀態(tài)下。因此有人主張直熱式真空管應采用直流供電，也有人強調(diào)必須以交流供電以免損傷陰極，這種爭論過去在音響界早已成為一個爭論不休的話題。筆者無意在此引起話題，反正各方堅持各有道理，只要聽起來沒問題，管子耐用好聽就行了。如果您有研究上的心得，筆者相當樂于接受。
傍熱式傍熱式真空管的穩(wěn)定度較高 為了解決直熱式真空管的燈絲問題，真空管設計者決定讓燈絲與陰極分家獨立，在燈絲的旁邊套上一圈金屬套筒，讓燈絲直接對金屬板加熱，電子從金屬板散發(fā)出來，這種加熱方式就稱為“傍熱式真空管”。 進一步發(fā)展如此，真空管似乎就穩(wěn)定許多了，由于金屬套筒的體積與儲熱量遠大于傳統(tǒng)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，金屬板的溫度變化也有限，這也就是為什么某些擴大機關機之后，它還能唱個十幾秒鐘的主要原因。既然陰極與燈絲獨立，陰極板必須由燈絲間接加熱，于是燈絲再度改成鎢絲材質(zhì)，以求耐久性，并在鎢絲外層涂上一層白磁，一方面絕緣，另一方面也有定型的效果。由于間接加熱效果較差，陰極金屬板上會涂上釷、鋇或其他有利于電子發(fā)散的物質(zhì)。也因此，真空管的金屬極板看起來總是灰黑色，不像正常的金屬板，也由于制作組裝時必須仰賴手工，因此金屬板上總會留下許多細小的 刮痕，用家購買真空管時不必意外擔心。 真空管差異直熱式真空管與傍熱式真空管使用上的差異，對于一般使用者而言是不必在乎直熱式真空管與傍熱式真空管的不同，但對于設計者而言，傍熱式真空管由于間接加熱的關系，燈絲電流通常較大，而且傍熱式的結構必須對陰極金屬板加溫，因此開機后有一段緩慢的加溫期，如果是前級，則必須做好延遲設計，以免開機的脈沖傷了后級。 依據(jù)發(fā)展的過程來看，最早的真空管當然是直熱式的設計，二極管是首先被發(fā)展出來的，二極管的功能猶如現(xiàn)在的二極體，具有整流以及收音機內(nèi)部檢波的功能，二極管經(jīng)過適當?shù)脑O計，也可以成為穩(wěn)壓管，作用如現(xiàn)在的濟納二極體（Zener Diode）。由于真空管的動作原理很簡單，因此第一支真空管被成功的制造出來之后，就有許多科學家加入研發(fā)的工作。第一支三極管在1907年被一位美國科學家成功制造，從此便開啟了無線電時代的來臨，告別留聲機，進入擴大機時代。
結構真空管具有發(fā)射電子的 陰極（K）和工作時通常加上高壓的 陽極或稱屏極（P）。燈絲(F)是一種極細的金屬絲，而電流通過其中，使金屬絲產(chǎn)生光和熱，而去激發(fā)陰極來放射電子。柵極（G）它一定置于陰極與屏極之間。柵極加電壓是抑制電子通過柵極的量，所以能夠在陰極和陽極之間對電流起到控制作用。 為保持管內(nèi)的真空狀態(tài)，真空管中設有一物件，稱為除氣劑。一般由鋇、鋁、鎂等活潑金屬合金制成。在抽出管中空氣后，將管中各元件及除氣劑加熱至紅熱，這樣就可以吸收管內(nèi)電極所含之氣體。利用一圍繞管子之 高頻電磁場而使除氣劑迅速升華，除氣劑就吸收管子中的氣體。在反應過后，玻璃管內(nèi)壁積存銀色的除氣劑披覆層。若把管體的玻璃管打破或漏氣時，玻璃管內(nèi)壁積存銀色的除氣劑便會退色，同時也表示該真空管不能被使用。
工作原理現(xiàn)在，我們更進一步來看看最簡單的真空管工作原理。 整理一下剛剛所述，真空管具有幾個極，由最內(nèi)層到最外層分別為：燈絲，陰極，柵極，屏極。將一支真空管拆開之后，繪于附圖之中，從圖可知，當點亮燈絲，燈絲溫度逐漸升高，雖然是真空狀態(tài)，但燈絲溫度以輻射熱的方式傳導至陰極金屬板上，等到陰極金屬板溫度達到電子游離的溫度時，電子就會從金屬板飛奔而出。此時在電子是帶負電的，在屏極加上正電壓，電子就會受到吸引而朝屏極金屬板飛過去，穿過柵極而形成一電子流。剛剛說到柵極猶如一個開關，當柵極不帶電時，電子流會穩(wěn)定的穿過柵極到達屏極，當在柵極上加入正電壓，對于電子是吸引作用，可以增強電子流動的速度與動力；反之在柵極上加入負電壓，同性相斥的原理電子必須繞道才能到達屏極，若柵極的結構龐大，則電子流有可能全數(shù)被阻隔。 利用柵極可以輕易控制電子流的流量，將輸入訊號連接在柵極上，并且加入適當?shù)钠珘海⑶以谄翗O串上一個電阻，藉此即可達到訊號放大的目的。真空管也與電晶體一樣，具有多種放大組態(tài)（事實上，電晶體的放大組態(tài)是從真空管延伸過來的應用），結合不同的電子材料如電阻、電感、變壓器以及電容等，就可以創(chuàng)造出千變?nèi)f化的電子產(chǎn)品。別忘了，第一部電腦可是使用真空管制成的，當然，它只能做簡單的加減運算。 至此，真空管的基本工作原理已經(jīng)報告完畢，還缺少了什么？請觀察一下真空管的管壁內(nèi)部，有一塊類似水銀的薄膜黏附在玻璃壁上，這是延長真空管壽命的設計。除了極少部份低壓真空管外（并非指工作電壓低，而是指真空管內(nèi)部存在低壓氣體），大部分的真空管必須抽真空才能正常工作。真空管的接腳為金屬腳，雖然以玻璃封裝，但玻璃與金屬接腳之間仍然有漏氣的機會。玻璃管內(nèi)的金屬蒸鍍物（即消氣劑），會與氣體進行作用，它存在的目的就在于吸收氣體，以維持真空管內(nèi)部的真空度。這一層薄薄的金屬物氧化之后，會變成白色，表示真空管已經(jīng)漏氣不行了，所以若打破真空管時，這一層蒸鍍物質(zhì)也會變成白色。因此購買老真空管時，也要注意蒸鍍物的情況，像水銀一樣的為佳，若開始蒼白、剝落時，就表示這支真空管已經(jīng)邁入老年了。 使用300B真空管的用家一定有一個經(jīng)驗，將擴大機電源打開，室內(nèi)燈光熄滅，此時300B的燈絲會發(fā)出昏黃的光線，同時在真空管的頂端，有時候會出現(xiàn)像極光一樣的神秘藍光。藍光看起來是綿細的、柔軟的，略帶一些神秘。它像極光一樣，有時會扭曲飄動，似有若無的在真空管內(nèi)發(fā)亮。第一次見到藍光的人不免對它產(chǎn)生好奇，有人說它無所謂，也有人說它是不正常的現(xiàn)象，基本上藍光的產(chǎn)生基于幾個因素。1.內(nèi)部有低壓氣體。2.真空管設計或制造不良。3.屏極電壓過高。 藍光的主要來源仍然是電子，當屏極的設計包覆不良，無法吸引電子流吸附在屏極金屬板上，就會讓電子到處流竄，真空管見到的藍光就是電子在真空管內(nèi)流竄的結果。藍光看起來美麗，卻有可能產(chǎn)生輻射，不過筆者并不確定是否對人體有傷害。藍光的出現(xiàn)也與真空管廠牌有極大的關系，大陸管以及蘇聯(lián)管Sovtek出現(xiàn)藍光的機會大于其他，而我自己使用的三部300B擴大機，使用四支大陸管與兩支WE300B，只有大陸管會發(fā)出藍光，久了也就視為正常了。 1916年為有線電話用途制作的三極管，它是構造最簡單的直熱式三極管，一根發(fā)亮的燈絲，如柵欄狀的柵極介于燈絲與屏極之間，而屏極位于最下方，就是一塊金屬片。
分類依加熱方式真空管可被分為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(xiàn)在不穩(wěn)定的狀態(tài)下。 旁熱式真空管作工相對較穩(wěn)定。由于金屬套筒的體積與儲熱量遠遠大于傳統(tǒng)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，這也就是為什么某些擴大機關機之后，它還能唱十多秒的主要原因，是因為電源供應部分有大容量電容器內(nèi)部余電未放完。 依容器結構分類大部份市售的真空管，其管壁為 玻璃制。而軍用等特殊型式則為金屬制。 依結構及用途區(qū)分真空管可被分為 二極管、 三極管、 四極管、四極管束射管、 五極管及復合管等很多種類別。依用途區(qū)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 検波用二極管：6AL5、EAA91、6H6 調(diào)諧指示管：6E5、EM80 電圧放大用三極管：6C4 電圧放大用雙三極管：12AX7、12AU7、12AT7、12BH7A、6DJ8、6SN7 功率放大用三極管：45、WE300B、2A3、211、845、8045G 功率放大用雙三極管：6336A、6080 功率放大用集射四極管：UY-807、KT88、6L6、6V6 電圧放大用五極管：6AU6、6BA6、6BD6、6267、6SJ7 功率放大用五極管：6F6、6CA7、6BQ5、6550、6AR5、42、30A5、50C5 變頻用七極管：6SA7、6BE6 發(fā)射用三極管：3-500Z、3-1000Z 發(fā)射用四極管：4CX250B 發(fā)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
電子管是一種在氣密性封閉容器（一般為玻璃管）中產(chǎn)生電流傳導，利用電場對真空中的電子流的作用以獲得信號放大或振蕩的電子器件。
電子管有它的獨特優(yōu)點：工作穩(wěn)定，耐輻射，工作特性與外界溫度關系不大，信號輸入不消耗功率、可以得到巨大的功率輸出……在大功率、超高頻等領域，如廣播電臺、電視臺的發(fā)射機、微波站、微波爐……還是得用電子管。在真空電子技術方面，俄羅斯一直是比較領先的。
真空電子器件指借助電子在真空或者氣體中與電磁場發(fā)生相互作用，將一種形式電磁能量轉(zhuǎn)換為另一種形式電磁能量的器件。具有真空密封管殼和若干電極，管內(nèi)抽成真空，殘余氣體壓力為10-4～10-8帕。有些在抽出管內(nèi)氣體后，再充入所需成分和壓強的氣體。廣泛用于廣播、通信、電視、雷達、導航、自動控制、電子對抗、計算機終端顯示、醫(yī)學診斷治療等領域。 真空電子器件按其功能分為實現(xiàn)直流電能和電磁振蕩能量之間轉(zhuǎn)換的靜電控制電子管；將直流能量轉(zhuǎn)換成頻率為300兆赫～3000吉赫電磁振蕩能量的微波電子管；利用聚焦電子束實現(xiàn)光、電信號的記錄、存儲、轉(zhuǎn)換和顯示的電子束管；利用光電子發(fā)射現(xiàn)象實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的光電管；產(chǎn)生X射線的X射線管；管內(nèi)充有氣體并產(chǎn)生氣體放電的充氣管；以真空和氣體中粒子受激輻射為工作機理，將電磁波加以放大的真空量子電子器件等。 自20世紀60年代以后，很多真空電子器件已逐步為固態(tài)電子器件所取代，但在高頻率、大功率領域，真空電子器件仍然具有相當生命力，而電子束管和光電管仍將廣泛應用并有所發(fā)展。 真空電子器件里面就包含真空斷路器，真空斷路器具有很多優(yōu)點，所以在變電站上應用很多。 真空電子器件分類 一、制造工藝分為： 零件經(jīng)處理、裝配，制造成真空電子器件，并通過老煉、調(diào)整、測試而達到設計所規(guī)定的性能要求，這一整個過程和方法即為真空電子器件的制造工藝。 真空電子器件的制造工藝隨器件的種類不同而有所區(qū)別，但就其共同的特點而言，大體上包括零件處理、部件制造與測試、總裝、排氣等工藝。有些器件，如攝像管和顯像管，還采用某些特殊的制造工藝，如充氣工藝、鍍膜工藝、離子蝕刻和熒光屏涂敷工藝等。 1、零件處理：在裝配、制造器件前首先對零件進行處理，目的在于使零件本身清潔、含氣量少，并消除內(nèi)應力。 2、清洗：金屬零件常用汽油、三氯乙烯、丙酮或合成洗滌劑溶液去除表面的油污，再經(jīng)過酸、堿等處理，去除表面的氧化層或銹垢等。有時還可在上述液體中進行超聲清洗，以獲得更佳的效果。玻璃外殼或零件可用混合酸處理。經(jīng)化學清洗后的零件均需經(jīng)充分的水洗。陶瓷件經(jīng)去油、化學清洗和水沖洗后，還可再在馬弗爐中經(jīng)1000左右焙燒，使表面更清潔。 3、退火：將清洗過的零件加熱到其熔點以下的一定溫度并保持一定時間，然后緩慢冷卻，以消除零件在加工過程中引起的應力。大多數(shù)金屬要在保護性氣體或真空中退火，以免氧化，同時也可凈化表面和排除內(nèi)部所含氣體。玻璃零件加工后在空氣爐中退火即可。 4、表面涂敷：為避免制造過程中氧化、便于焊接或減小使用時的高頻損耗，某些零件要在表面鍍鎳、銅、金或銀等。還有的零件須預先涂敷特殊涂層，如微波管內(nèi)用的衰減器可用碳化、石墨噴涂或真空蒸發(fā)、濺射等方法涂敷一層高頻衰減材料。有的零件還須涂敷某種材料，如碳化鉭等，以提高表面逸出功，降低次級發(fā)射。 5、制造與測試：為保證器件各電極能按設計要求，準確、可靠地裝配起來，預先制成幾個部件和組件。對部分組件須進行電氣參數(shù)的測試（亦稱冷測），構成管殼的組件則須經(jīng)過氣密性檢驗，合格后才能總裝。主要制造工藝有裝架、封接、焊接和測試等。 6、裝架：把零件裝配成陰極、電子槍、柵極、慢波電路、陽極或收集極等組件，或進一步裝配成待封口的管子。裝架時采用的焊接方法有點焊、原子氫焊、激光焊及超聲焊。有時也采用微束等離子焊、電子束焊和擴散焊。 7、玻璃封接工藝：玻璃之間和玻璃與金屬之間的熔封是常用的工藝之一，多已實現(xiàn)自動化操作。利用這種技術制成電極引線或芯柱，并將管殼與芯柱封接在一起。 8、銦封工藝：兩種膨脹系數(shù)相差很大的玻璃或玻璃與各種晶體、玻璃與金屬間的真空密封，可用高純銦作焊料冷壓而成。這種工藝常用于攝像管窗口和管殼間的封接。它適合于不能承受高溫的零部件的真空密封，且銦能作為電極引出線使用。 9、陶瓷金屬封接：為實現(xiàn)陶瓷絕緣件和金屬件的封接以構成部件，廣泛采用燒結金屬粉末法和活性金屬法兩種工藝。前者是將鉬、錳等金屬粉末（有時添加少量氧化物作為活化劑）涂敷在待封接的陶瓷表面，再在氫爐中在 900～1600范圍內(nèi)的某一溫度燒結成金屬化層，經(jīng)鍍鎳后用焊料與金屬加以封接?；钚越饘俜▌t是利用鈦、鋯等活性金屬和焊料或含活性金屬的合金焊料，在真空爐中升溫至略高于焊料熔點的溫度，形成液相活性合金來潤濕陶瓷和金屬，完成封接。 10、釬焊及氬弧焊：金屬間的連接，常采用在氫爐或真空爐中釬焊的工藝。如果部件需多次釬焊，則應先用高熔點焊料后用低熔點焊料進行遞級釬焊。若部件的配合設計成具有翻邊的法蘭結構，則可直接用氬弧焊加以連接。
11、測試：有些高頻系統(tǒng)的部件，如諧振腔、慢波電路等，制成后應先進行“冷測”，以檢驗其電氣性能。必要時可對部件作些調(diào)整。對于光電器件，靶面制成后需經(jīng)動態(tài)測試，以檢驗其性能。封接、釬焊或氬弧焊的部件，如作為管殼的一部分，則必須用檢漏儀（如氦質(zhì)譜儀等）檢驗其焊縫的密封性能，合格后才能用于總裝。 12、總裝：經(jīng)檢驗合格的部件用高頻集中焊、釬焊或氬弧焊等方法裝配成整管后即可進行排氣。如果是玻璃管殼，則要把管芯與外殼裝配起來，在連接處用火焰熔封，即封口。有時，在總裝后再進行一次總體檢漏再行排氣。 13、排氣：將總裝好的器件內(nèi)部氣體抽出，使壓強達到10-5帕以下的過程稱排氣。在排氣過程中還必須進行管殼去氣、電極去氣、陰極分解和激活等，以保證管子正常工作。排氣系統(tǒng)常用機械泵與油擴散泵串聯(lián)的系統(tǒng)，近年來又逐漸采用無油排氣系統(tǒng)，這有助于改善器件的性能。 14、烘烤：在排氣過程中常用外部加熱的方法對管殼和零件進行烘烤除氣，再由排氣系統(tǒng)排出管外。為防止管殼金屬部分氧化，還常在真空器件外部再設置一真空烘罩，以便在真空環(huán)境下進行烘烤，又稱“雙真空排氣”。 15、電極去氣：管內(nèi)的電極系統(tǒng)除用外烘烤去氣外，還可用高頻加熱、電子轟擊以及直接通電加熱等方法進行除氣。加熱的溫度應高于使用溫度。 16、陰極分解激活：對于氧化物陰極，在排氣過程中須加熱陰極使碳酸鹽分解成氧化物。為提高陰極的發(fā)射能力，還應進一步提高陰極溫度或用支取較大電流的方法加以激活。 17、封離：在器件排氣過程終了，管內(nèi)氣體壓強達10-5帕以下時，將器件與排氣系統(tǒng)分開并保持密封的過程叫封離。對采用玻璃排氣管的器件，用火焰噴燒排氣管使玻璃融合而與排氣系統(tǒng)分開。采用金屬排氣管的器件，則用特殊夾鉗直接夾斷金屬管，夾口起密封作用以保持管內(nèi)的真空狀態(tài)。含有吸氣材料的器件常用高頻感應加熱使蒸散型吸氣劑蒸散或使非蒸散型吸氣劑激活以吸收器件內(nèi)殘余氣體，進一步提高真空度。 18、老煉：對排氣后的器件進行電氣處理以獲得穩(wěn)定的電氣性能的工藝稱為老煉。在陰極加熱條件下，各電極上加正常的或略高的電壓，并持續(xù)一定時間，使電極進一步去氣，并使陰極發(fā)射電流和其他參數(shù)達到穩(wěn)定。對于高電壓器件，老煉前應在陰極不加熱的條件下，各電極間加以比工作電壓更高的電壓，利用放電現(xiàn)象，去除器件內(nèi)各電極上殘留的毛刺、灰塵以及絕緣件表面的污點等，以免器件在使用時發(fā)生跳火現(xiàn)象。 19、測試：器件經(jīng)老煉后需要測試性能，主要參數(shù)應達到預定的指標。這種測試亦稱“熱測“。為使用可靠，還須抽樣進行動態(tài)特性試驗、壽命試驗、耐沖擊試驗、耐震試驗及冷熱循環(huán)等例行試驗。 20、充氣工藝：有些器件,如穩(wěn)壓管、閘流管和離子顯示器件等，內(nèi)部須充有一定的特種氣體如氫、氦、氖、氬等。氣體在排氣過程結束時充入。充入的氣體要非常純凈，因此充氣過程要采取一定措施，仔細控制。 21、鍍膜工藝：在現(xiàn)代真空電子器件制造過程中，鍍膜工藝應用很廣。鍍膜工藝包括真空蒸發(fā)、濺射、離子涂敷及化學氣相沉積等。在制作攝像管、光電倍增管時，各類透明導電膜、光電陰極和光導靶面材料采用真空蒸涂的方法制成。顯像管熒光膜內(nèi)表面常蒸鋁膜以防止熒光膜灼傷，也可提高管子的亮度和對比度?，F(xiàn)代鍍膜工藝也被用來改變某些材料的表面狀態(tài)，制作陰極以及使陶瓷或其他介質(zhì)表面低溫金屬化和實現(xiàn)高頻低損耗的封接等。 22、離子刻蝕：這是用離子能量將固體原子或分子從表面層上逐漸剝離的一種新型微細加工方法。使用掩膜可以制出精密圖形。這種工藝可用于器件零部件的表面薄層剝離、有機膜的去除以及對攝像管晶體靶面進行清潔處理或制作靶面的精細網(wǎng)格等。 23、熒光屏涂敷：顯像管和示波管屏面內(nèi)表面須涂敷一層均勻的熒光物質(zhì)。涂屏的方法應盡量保持材料的熒光性質(zhì)。對涂層的要求是均勻、顆粒大小分布要滿足一定要求、真空性能好、放氣量小、有足夠的粘附強度。 二、主要產(chǎn)品分類 產(chǎn)品主要包括： 1、電子管：收訊放大管、發(fā)射管、鎖式管、超高頻管、穩(wěn)定管（穩(wěn)壓管、穩(wěn)流管、穩(wěn)幅管）等； 2、微波管：磁控管、速調(diào)管、返波管、行波管、充氣微波開關管、前向波正交聲場放大管、噪聲管、微波。 三、主要材料分類半導體材料是半導體產(chǎn)業(yè)鏈上游中的重要組成部分，在集成電路、分立器件等半導體產(chǎn)品生產(chǎn)制造中起到關鍵性的作用，其對于我國產(chǎn)業(yè)結構升級及國民經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。 半導體材料可細分為襯底、靶材、化學機械拋光材料、光刻膠、電子濕化學品、電子特種氣體、封裝材料等材料，其中襯底是半導體材料領域最核心的材料。襯底由單元素半導體及化合物半導體組成，前者如硅(Si)、鍺(Ge)等所形成的半導體，后者為砷化鎵(GaAs)、磷化銦(lnP)、氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)等化合物形成的半導體。相比單元素半導體襯底，化合物半導體襯底在高頻、高功耗、高壓、高溫性能方面更為優(yōu)異，但是制造成本更為高昂。 常見的半導體材料包括三大類: 1、單元素半導體材料，即以單一元素構成的半導體材料，主要包括硅(Si)、 鍺(Ge)，其中硅基半導體材料是目前產(chǎn)量最大、成本最低、應用最廣的半導體材料； 2、III-V 族化合物半導體材料，即以 III-V 族元素的化合物構成的半導體材料， 主要包括砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)，具有電子遷移率高、光電性能好等特點，是當前僅次于硅之外最成熟的半導體材料，在5G通信、數(shù)據(jù)中心、光纖通信、新一代顯示、人工智能、無人駕駛、可穿戴設備、航天方面有廣闊的應用前景； 3、寬禁帶半導體，以氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)等為代表，具有高禁帶寬度、耐高壓和大功率等特點，在通信、新能源汽車等領域前景廣闊，但成本較高。 硅原料 電子管簡介： 電子管，是一種最早期的電信號放大器件。被封閉在玻璃容器（一般為玻璃管）中的陰極電子發(fā)射部分、控制柵極、加速柵極、陽極（屏極）引線被焊在管基上。利用電場對真空中的控制柵極注入電子調(diào)制信號，并在陽極獲得對信號放大或反饋振蕩后的不同參數(shù)信號數(shù)據(jù)。早期應用于電視機、收音機擴音機等電子產(chǎn)品中，近年來逐漸被半導體材料制作的放大器和集成電路取代，但目前在一些高保真的音響器材中，仍然使用低噪聲、穩(wěn)定系數(shù)高的電子管作為音頻功率放大器件（香港人稱使用電子管功率放大器為“膽機”）。 電子管介紹： 基本電子管一般有三個極，一個陰極 (K) 用來發(fā)射電子,一個陽極(A)用來吸收陰極所發(fā)射的電子，一個柵極(G)用來控制流到陽極的電子流量。陰極發(fā)射電子的基本條件是：陰極本身必須具有相當?shù)臒崃?，陰極又分兩種,一種是直熱式，它是由電流直接通過陰極使陰極發(fā)熱而發(fā)射電子；另一種稱旁熱式陰極，其結構一般是一個空心金屬管，管內(nèi)裝有繞成螺線形的燈絲，加上燈絲電壓使燈絲發(fā)熱從而使陰極發(fā)熱而發(fā)射電子，現(xiàn)在日常用的多半是這種電子管(如圖所示)。由陰極發(fā)射出來的電子穿過柵極金屬絲間的空隙而達到陽極，由于柵極比陽極離陰極近得多，因而改變柵極電位對陽極電流的影響比改變陽極電壓時大得多，這就是三極管的放大作用。換句話說就是柵極電壓對陽極電流的控制作用。我們用一個參數(shù)稱跨導(S)來表示.另外還有一個參數(shù)μ來描述電子管的放大系數(shù)，它的意義是說明了柵極電壓控制陽流的能力比陽極電壓對陽流的作用大多少倍。 為了提高電子管的放大系數(shù)，在三極管的陽極和控制柵極之間另外加入一個柵極稱之為簾柵極，而構成四極管，由于簾柵極具有比陰極高很多的正電壓，因此也是一個能力很強的加速電極，它使得電子以更高的速度迅速到達陽極，這樣控制柵極的控制作用變得更為顯著。因此比三極管具有更大的放大系數(shù)。但是由于簾柵極對電子的加速作用，高速運動的電子打到陽極，這些高速電子的動能很大，將從陽極上打出所謂二次電子，這些二次電子有些將被簾柵吸收形成簾柵電流，使簾柵電流上升導致簾柵電壓的下降，從而導致陽極電流的下降，為此四極管的放大系數(shù)受到一定而限制。 為了解決上述矛盾，在四極管簾柵極外的兩側再加入一對與陰極相連的集射極，由于集射極的電位與陰極相同，所以對電子有排斥作用，使得電子在通過簾柵極之后在集射極的作用下按一定方向前進并形成扁形射束，這扁形電子射束的電子密度很大，從而形成了一個低壓區(qū)，從陽極上打出來的二次電子受到這個低壓區(qū)的排斥作用而被推回到陽極，從而使簾柵電流大大減少，電子管的放大能力得而加強，這種電子管我們稱為束射四極管。束射四極管不但放大系數(shù)較三極管為高，而且其陽極面積較大，允許通過較大的電流，因此現(xiàn)在的功放機常用到它作為功率放大。
電子管發(fā)展歷史： 1883年，發(fā)明大王托馬斯·愛迪生正在為尋找電燈泡最佳燈絲材料，曾做過一個小小的實驗。他在真空電燈泡內(nèi)部碳絲附近安裝了一小截銅絲，希望銅絲能阻止碳絲蒸發(fā)。但是他失敗了，他無意中發(fā)現(xiàn)，沒有連接在電路里的銅絲，卻因接收到碳絲發(fā)射的熱電子產(chǎn)生了微弱的電流。當時愛迪生正潛心研究城市電力系統(tǒng)，沒重視這個現(xiàn)象。但他為這一發(fā)現(xiàn)申請了專利，并命名為“愛迪生效應”。 1904年，世界上第一只電子二極管在英國物理學家弗萊明的手下誕生了，這使愛迪生效應具有了實用價值。弗萊明也為此獲得了這項發(fā)明的專利權。 1907年，美國發(fā)明家德福雷斯特（De Forest Lee），在二極管的燈絲和板極之間巧妙地加了一個柵板，從而發(fā)明了第一只真空三極管。 1947年，美國物理學家肖克利、巴丁和布拉頓三人合作發(fā)明了晶體管——一種三個支點的半導體固體元件。 1904年，世界上第一只電子管在英國物理學家弗萊明的手下誕生了。弗萊明為此獲得了這項發(fā)明的專利權。人類第一只電子管的誕生，標志著世界從此進入了電子時代。世界上第一臺計算機用1.8萬只電子管，占地170m*2，重30t，耗電150kW。 說起電子管的發(fā)明，我們首先得從“愛迪生效應”談起。愛迪生這位舉世聞名的大發(fā)明家，在研究白熾燈的壽命時，在燈泡的碳絲附近焊上一小塊金屬片。結果，他發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象：金屬片雖然沒有與燈絲接觸，但如果在它們之間加上電壓，燈絲就會產(chǎn)生一股電流，趨向附近的金屬片。這股神秘的電流是從哪里來的？愛迪生也無法解釋，但他不失時機地將這一發(fā)明注冊了專利，并稱之為“愛迪生效應”。后來，有人證明電流的產(chǎn)生是因為熾熱的金屬能向周圍發(fā)射電子造成的。但最先預見到這一效應具有實用價值的，則是英國物理學家和電氣工程師弗萊明。 弗萊明的二極管是一項嶄新的發(fā)明。它在實驗室中工作得非常好?？墒牵恢獮槭裁?，它在實際用于檢波器上卻很不成功，還不如同時發(fā)明的礦石檢波器可靠。因此，對當時無線電的發(fā)展沒有產(chǎn)生什么沖擊。 此后不久，貧困潦倒的美國發(fā)明家德福雷斯特，在二極管的燈絲和板極之間巧妙地加了一個柵板，從而發(fā)明了第一只真空三極管。這一小小的改動，竟帶來了意想不到的結果。它不僅反應更為靈敏、能夠發(fā)出音樂或聲音的振動，而且，集檢波、放大和振蕩三種功能于一體。因此，許多人都將三極管的發(fā)明看作電子工業(yè)真正的誕生起點。德福雷斯特自己也非常驚喜，認為“我發(fā)現(xiàn)了一個看不見的空中帝國”。電子管的問世，推動了無線電電子學的蓬勃發(fā)展。到1960年前后，西方國家的無線電工業(yè)年產(chǎn)10億只無線電電子管。電子管除應用于電話放大器、海上和空中通訊外，也廣泛滲透到家庭娛樂領域，將新聞、教育節(jié)目、文藝和音樂播送到千家萬戶。就連飛機、雷達、火箭的發(fā)明和進一步發(fā)展，也有電子管的一臂之力。 三條腿的魔術師電子管在電子學研究中曾是得心應手的工具。電子管器件歷時40余年一直在電子技術領域里占據(jù)統(tǒng)治地位。但是，不可否認，電子管十分笨重，能耗大、壽命短、噪聲大，制造工藝也十分復雜。因此，電子管問世不久，人們就在努力尋找新的電子器件。第二次世界大戰(zhàn)中，電子管的缺點更加暴露無遺。在雷達工作頻段上使用的普通的電子管，效果極不穩(wěn)定。移動式的軍用器械和設備上使用的電子管更加笨拙，易出故障。因此，電子管本身固有的弱點和迫切的戰(zhàn)時需要，都促使許多科研單位和廣大科學家，集中精力，迅速研制成功能取代電子管的固體元器件。[2] 電子管的替代產(chǎn)品叫晶體管。 隨著科技的發(fā)展，人們對生產(chǎn)的機械在體積上向體積越來越小的方向發(fā)展，由于電子管的體積大，而且在移動過程中容易損壞，越來越多的表現(xiàn)出其的弊端，于是人們開始尋找和開發(fā)電子管的可替代產(chǎn)品。隨著后來的晶體管的出現(xiàn)，已越來越多的機械不再使用電子管。晶體管的出現(xiàn)是人類在電子方面一個大的飛躍。 早在30年代，人們已經(jīng)嘗試著制造固體電子元件。但是，當時人們多數(shù)是直接用模仿制造真空三極管的方法來制造固體三極管。因此這些嘗試毫無例外都失敗了。
1904年，英國人弗萊明發(fā)明的具有劃時代歷史意義的電子二極管標志著人類進入了無線電時代。在半導體器件未得到廣泛應用之前的半個多世紀中，膽管在無線電廣播通訊、音頻放大、儀器儀表和其他工業(yè)自動化控制方面扮演著“獨一無二”的角色，為人類的文明進步立下了“赫赫戰(zhàn)功”。許多人可能不知，1946年美國人發(fā)明的世界上第一臺電子計算機ENIAC就是由18000多個膽管構成的。今天，用著擺在桌面上的電腦，不禁浮想聯(lián)翩。恰巧今年是膽管誕辰一百周年的日子，理應慶賀一番才是。 西歐是膽管的發(fā)源地之一，也是世界上生產(chǎn)膽管最集中的地方。據(jù)不完全統(tǒng)計，鼎盛時期的西歐膽管品牌過百，每年生產(chǎn)的各類膽管遍及世界各地，多不勝數(shù)。隨著半導體器件的廣泛應用，西歐的膽管生產(chǎn)廠早在二十多年前已陸續(xù)停產(chǎn)。眾多的著名膽管品牌也因此或改弦易轍，或隨之消失。幸好如今還能在NOS管上一見其昔日的風采。膽管逐漸淡出絕大部分應用領域后，一般的人只能在音頻這塊“綠洲”中還能見到膽管的“靚影”。 就音頻用管而言，人們公認西歐上世紀五六十年代（凡“年代”均指上世紀，下同）生產(chǎn)的膽管品質(zhì)超群，無與倫比，一些發(fā)燒友更非“西膽”不聽。也許有人會問，隨著科技的進步，越近期的產(chǎn)品其質(zhì)量應越好才是。其實不然，膽管的生產(chǎn)工藝在那時已達到了爐火純青的地步，改進的余地很有限。加上當時正值膽管火紅的年代，各品牌之間競爭激烈。在某些領域如國防、儀器儀表也需要高質(zhì)量的膽管。從七十年代起，膽管需求已逐漸衰落，生產(chǎn)成本能省則省，品質(zhì)控制也大不如以前。在西歐各膽管生產(chǎn)廠相繼關閉后，一些品牌雖還在發(fā)行膽管，但產(chǎn)品已非原廠產(chǎn)，而是來自“五湖四海”，難循其蹤，質(zhì)量更是無法保證。這種情況連一些著名品牌也未能幸免。因此，玩膽者在搜羅膽管時，把目光投向早期的產(chǎn)品不無道理?？上б蛲．a(chǎn)多年，這些NOS管存貨日減而價格年復一年不斷上漲。某些牌子響、年份早的音頻用管已屬“古董”，不少擁有者只作收藏而不舍得上機。其“天價”也并非一般膽友所能承受。這也提示膽友，買NOS管時除了留意品牌外，還需看年份和產(chǎn)地。膽管年份遲或產(chǎn)地不正宗，盡管是著名品牌，其價格也低一大截。幸好西歐大部分產(chǎn)品的包裝和管身均會標出產(chǎn)地如“Made in West Germany”、“British Made”等字樣供辨認。有些同品牌同型號的膽管，雖屬早期產(chǎn)品，其內(nèi)部結構（如屏極、除氣環(huán)、支撐材料數(shù)量等）和外觀卻不盡相同，價格也有差異。此外，著名品牌常有贗，各位膽友需留意。 1904年英國佛萊明在橫越大西洋無線電通信發(fā)報機中，才首次利用「艾狄生效應」發(fā)明了佛萊明管（二極檢波管）。佛萊明出生于英格蘭的蘭卡斯特，在倫敦大學與皇家化學學院畢業(yè)后，1892年到1898年間先后擔任了艾狄生、Swan、Ferranti電力公司的工程師與顧問。佛萊明在白熱燈、電表、發(fā)電機等方面有許多改良，并且發(fā)明了佛萊明左手定律。1899年起擔任馬可尼無線電電報公司顧問，1901年馬可尼首次進行橫越大西洋傳送，當時所使用的器材大部份都是佛萊明制作的。1904年他尋找一個可靠的無線電偵測器，想到「艾狄生效應」，于是制作了一個在燈絲與真空管四周有金屬圓筒的制品，這是真空管的原型。當時的佛萊明管只有檢波與整流的功用，而且并不穩(wěn)定。耶魯大學畢業(yè)后即進入西屋公司W(wǎng)E服務的美國年輕工程師Le de Forest，對「艾狄生效應」同樣感興趣，1899年他的畢業(yè)論文是「由并行線終端赫茲波的反射」，而在1900年就開始著手研究真空管，1906年申請到二極管的專利（使用電池）。同時他提出許多新的構想，例如在燈絲兩邊加入白金側翼，燈絲材料指定用白金、鉭和碳絲，因為鎢絲當時還未上市，他認為佛萊明管可用在整流，而自己的真空管可作為繼電器。1906年底，他在二極管中多加入一個閘極極，讓真空管具有放大與振湯的功能，他同時委托燈泡工廠生產(chǎn)，稱為Audion。此專利在1908年2月18日透過，但我們通常認定1906年是真空管元年，而Le de Forest就成了「真空管之父」。 真空管的改良最早的真空管都是采用直流電，只能在業(yè)務與及少數(shù)業(yè)余玩家間流通，因此真空管的第一次改良就是讓它省電。不過電池實在不方面，而且價格也高，所以第一次大戰(zhàn)后就有人嘗試讓真空管以交流電來工作。為了解決哼聲問題，包括使用鎢氬燈管、燈絲DC點火，用大型管如210發(fā)射射線以高周波點火等，都被拿出來實驗。GE公司為了提升電話線安定性，從1913年起著手研究交流真空管，終于在1923年獲得專利。西屋公司也在1921年獲得不同樣式的專利，并由McCullough在1925年推出第一號成品。之后兩年，有許多改良式收音機推出，但基本上還是電池式，只是加上旁熱式變壓器與線路，方便直接使用AC插頭而已。西屋公司早于1913年開始研究旁熱管，并在1915年提出申請，不過一直到1927年，RCA才推出旁熱管UY-277（成為美國旁熱真空管的標準規(guī)格）；英國MOV也在同年推出Cosmos AC/R（建立世界旁熱式真空管的標準制造模式），使交流器材得以普及化。最早GE從事電燈泡制造，藉此之便，他們將鎢絲混入少量的二氧化釷。有一次，這個配方被誤用在真空管中，結果卻使放射能力大增。1921年Irvin Langmuir開發(fā)出釷鎢燈絲，大大的提升了電子發(fā)射能力，但是用了這種燈絲，如果管內(nèi)有殘余氧氣，效果立即打折，最后又研究出各種收氧劑來改良真空效果。當時西屋推出的UX-245、250與245，都已經(jīng)不是球型燈泡管了，而是氣泡狀的玻璃管，之后再改良才變成后來所看到的可樂瓶型形狀ST管。多極管陸續(xù)出現(xiàn)另一波改良是多極管的出現(xiàn)。
德國西門子很早就開始動作，希望推出電壓更低、動作更有效率的空間電荷閘極極管(Space Charge Grid)，西門子的蕭特基博士發(fā)明雙閘極極管，一次大戰(zhàn)后1923年正式推出作為手提收音機的檢波管。馬可尼公司則為了減低閘極極與屏極間容量，提升放大率，開發(fā)了廉閘極極(Screen Grid)高頻放大用四極管。四極管可用于高周波放大，卻無法用在低周波上，荷蘭Philips在1927年實驗將廉閘極極和陽極中間插入另一條閘極極，成功開發(fā)五極管。第一號產(chǎn)品是B443，為電池式收音機的輸出管，和該公司的2502型收音機一起銷售。得力于B443的成功，Philips在1929年推出AC電源用的C443直熱管，鞏固了其輸出管的領導地位。1926年德國Loewe發(fā)表了2HF與3NF的復合管，成為復合管的鼻祖。所謂復合管是把兩個或兩個以上的真空管裝入一個管子內(nèi)，同時各自有其獨立的功能。由于德國使用收音機必須課稅，課稅標準以真空管數(shù)量為標準，為減低管數(shù)，所以有了復合管的誕生。此外英國的Ediswan、美國埃默森的Multi Value也都生產(chǎn)復合管。一次大戰(zhàn)后英國的MOV開始開發(fā)金屬管，希望改善玻璃管易碎的缺點，第一支發(fā)信管CAT的推出是一項重大突破，美國RCA從CAT偷學技術，1935年也推出金屬管，之后還有GE與許多小廠加入，但金屬管復雜且昂貴，所以很快就消失了。 英國真空管發(fā)展 1838年，英國法拉第對1mm/Hg低壓空氣放電、發(fā)光、電導度等加以研究，可以說開啟了真空管技術的序幕。二極管的發(fā)明人佛萊明也是英國人，他在馬可尼公司從事橫越大西洋傳訊實驗時，收信裝置相當原始。他試制作磁石收信機，但無法使用︰佛萊明的聽覺不佳，所以還開發(fā)了把收信機訊號記錄，用眼睛解讀的裝置。當時感度最高的電流指示計為德遜保指示計，為了利用它，必須有能將高頻率電流轉(zhuǎn)換成直流的整流機，但他嘗試過各種低周用整流器都沒有用。1904年他把艾狄生實驗用裝有電極的電燈泡拿來改裝，發(fā)明了二極管（他稱為振湯管），現(xiàn)下英國以Valve稱呼真空管，即引用佛萊明的命名。當時已經(jīng)知道管內(nèi)的真空度越高，整流作用越佳，但只能以加熱模式排出管內(nèi)空氣。最初佛萊明檢波器與礦石檢波器一樣沒有陽極，不久就加入電陽極，可惜提出專利的時間比Le de Forest稍晚，把真空管之父的美譽拱手讓人。由于英國不像美國那么迫切需要長途電話，所以真空管的開發(fā)腳步并不急。1911年馬可尼公司的蘭尼首度開發(fā)出三極管，多用于軍方的無線電收信機，但由于管內(nèi)真空無法長期保存，工作很不穩(wěn)定，后來從美國引進球型真空管的排氣，才改良了安定性。1916年BTH推出Type R管，與法蘭西的TM管幾乎一樣。一次大戰(zhàn)中，英國海軍致力開發(fā)發(fā)信管，生產(chǎn)大型真空管，1917年Marconi-Osram Valve所生產(chǎn)的Type T1，是最早的大型發(fā)信管。 1937年，與RCA有關系的馬可尼與GEC兩家公司，發(fā)表了International Octal系列真空管，以KT（Kinkless Tetrode）這個型號加入束射功率管的行列，也為英國真空管開辟了另一片天空。不論與6V6同級的KT61，或者與6L6相近的KT66，都獲得許多人的喜愛。稍后所開發(fā)的KT88，成為與RCA 6550鼎足而立的產(chǎn)品。 法蘭西的真空管 1908年，Le de Forest到法蘭西宣傳他的新球型管Audion，會見當時法蘭西通信部隊負責人菲力上校，爭取到在巴黎艾菲爾鐵塔上展示發(fā)射機的機會。菲力上校對三極管很感興趣，但示范并不成功，所以沒有采用。不過法蘭西本身沒有設計真空管的經(jīng)驗，而德國軍力擴充迅速，隨時有爆發(fā)歐戰(zhàn)的可能，通信部隊的需求迫在眉睫。1914年大戰(zhàn)前夕，一位美國人保羅皮森，受德律風根的指派在美國收集最新通信器材情報，當他準備返回德國而在倫敦過境時，德國已經(jīng)對法宣戰(zhàn)。保羅潛入法蘭西被捕，他被引見菲力將軍，并從口袋拿出Audion真空管詳述其優(yōu)點，菲力將軍立刻安排他在通信部隊成立真空管緊急開發(fā)項目，這是法蘭西真空管的起源。保羅找到里昂一家燈泡廠Grammont合作，推出原筒型的三極管，成品稱為Fotos。雖然法蘭西很晚才加入，但Fotos中的設計精巧，充分發(fā)會法蘭西人的創(chuàng)意天分，所以推出后訂單如雪。另一家曾試做過佛萊明管的Generale des Lampes公司也緊急加入生產(chǎn)，產(chǎn)品命名為Metal，而產(chǎn)品編號就以負責開發(fā)的法軍通信隊的縮寫-TM(Telegraph Military)命名。TM管是一次大戰(zhàn)中公認最好的三極管，英國馬可尼公司戰(zhàn)后買下專利生產(chǎn)。它所采用的管座/插座設計，可輕易的分離開來，也是真空管的一大突破，四腳架構也在歐洲被長期采用。 德國真空管的起源 1903年，德國人威奈特將放電管上面涂以鋇鈣等堿性金屬氧化物，開發(fā)出氧化膜熱陰極的原型，這項發(fā)明對后來的佛萊明二極管有很大的啟示。1906年利班由Braun管得到靈感，以陰極射線Relay的名稱申請專利，日后經(jīng)過多次改良，在1911年8月發(fā)表了新的真空管。新真空管在柏林大學舉行發(fā)表會，結果AEG/德律風根、西門子等公司愿一起合作進行改良，他們的完成品叫LRS Relay。LRS Relay易受溫度等外在環(huán)境與電源電壓的影響，雜音多，燈絲氧化膜也容易剝落，但一次大戰(zhàn)前卻是長距離電話線的主角。德國在1914年決定為民間電話線路開發(fā)新真空管，克服LRS Relay的缺點，最后西門子的Type A獲選。 Type A師承球型三極真空管，1916年開始發(fā)售，一部份用于戰(zhàn)場上竊聽敵軍通信用的手提放大器。之后德國真空管就由西門子與德律風根兩家公司為主導，陸續(xù)推出許多真空管。 美國西屋公司的貢獻 美國由于幅員廣闊，對長距離電話特別需要，國營的AT&T與他的制造商西屋電器WH(Westinghouse)，也因此很早就投入相關研究，甚至將觸角延伸到歐洲。西屋公司曾是家電大廠也參與最早的有聲電影開發(fā)，并積極介入電話相關制造業(yè)。Le de Forest嘗試把他的三極管用在低周波放大而沒有成功，直到1912年終于有些成果，他立刻把中繼放大器權利賣給AT&T/WE，并向西屋公司展示其Audion。當時Audion訊號增強會有失真，管內(nèi)殘留氣體，陽極電壓提升后容易失控，燈絲壽命極短，物理特性不易維持，每個Audion規(guī)格都不固定。這個情況對電話中繼放大器并不合適，曾經(jīng)在芝加哥大學研究真空技術，同時在西屋公司從事水銀弧光燈中繼器研究的阿諾博士，卻看出Audion的潛力。阿諾博士首先強化Audion電極的架構，再采用氧化皮膜燈絲，降低工作溫度，提升真空度，結果使Audion壽命提升到一千小時。1918年10月，這項成果實際用于費城、紐約、華盛頓間的電話在線，這是世界首度將真空管運用于商用通信電路中，真空管的編號為Type A。之后西屋繼續(xù)研究，推出廣為收音機使用的UV管(Unit Vacuum Tube)，比歐洲的四腳管早一年。第一個附有管座的Type M，用于1915年開放的紐約-舊金山大陸橫斷電話線路中，壽命約400小時。1915年推出的Type L燈絲為Type M的兩倍長，壽命則延長為4500小時。一次大戰(zhàn)期間，美國政府責成西屋優(yōu)先投入軍用真空管開發(fā)。軍用管需承受嚴酷的溫度變化、震動、電壓不穩(wěn)等考驗，西屋公司最有名的軍用管為VT-1與VT-2。最初西屋的電話真空管稱為Telephono Repeater Element，軍用管則稱Vacuum Tube。 1920年匹茲堡成立了世界第一家無線廣播局，在KDKA開播，引起很大回響，西屋以Aeriola的品牌投入家用收音機制造。不過以西屋為名所開發(fā)的真空管數(shù)量并不多，美國主要的直熱式三極管都是Radiotron的產(chǎn)品，有人認為是RCA制造，實際上像112、171、250、245等都是出自西屋手中，西屋在低周波功率管方面技術領先。 通用電器與真空管 通用電器以制造直流發(fā)電機、電動機、汽車引擎等而聞名，他們介入無線電通信也是從高周波發(fā)電機開始。初期無線電公司為得到高周波連續(xù)功率而煞費苦心，最初使用電弧式發(fā)信機，但工作不穩(wěn)定。后來想到利用電力交流發(fā)電機，并委托通用電器生產(chǎn)，1906年完成的產(chǎn)品只能達到10KHz頻率。不過通用預見此后的發(fā)展，于是積極投入，1913年完成200KHz，數(shù)KW出力的發(fā)電機。另一方面，通用的研究室也很快開發(fā)出真空管，Pliotron(希臘語，多的意思)與Kenotron（希臘語，真空之意）為通用早期真空管的名字。Pliotron很快朝大型化發(fā)展，1914年使用于67KM長距離小型高周波發(fā)電機調(diào)變實驗成功；而通用也發(fā)展出200KW的大規(guī)模調(diào)變發(fā)電機。一次世界大戰(zhàn)期間，通用把技術加以活用，以克里夫蘭的工廠為中心，生產(chǎn)了多種真空管，大戰(zhàn)中約生產(chǎn)了20多萬個，而西屋責生產(chǎn)了50多萬個，對軍方貢獻良多。 后來居上的美國RCA 一次大戰(zhàn)期間，美國海軍征收了大西洋橫斷無限電信局（原隸屬于美國馬可尼無線電信公司），并致力擴充規(guī)模，將原來50W高周波發(fā)射機改為GE制造的200KW機器。這部機器由GE免費提供，對當時戰(zhàn)爭起了很大的作用。戰(zhàn)爭結束后，英國馬可尼等待軍方歸還電信局，并計劃在美國、歐洲設立多處據(jù)點大展鴻圖。美國海軍得知馬可尼的企圖，于是說服GE公司，干脆買下美國馬可尼，于1919年10月先成立Radio Corporation America(RCA)，第二年正式并購美國馬可尼。由于這層特殊關系，RCA順利取得GE真空管銷售權，同時積極投入無線廣播業(yè)務，開發(fā)家庭用的機器。1921年RCA推出純鎢燈絲的UV-216，成為一般收音機、留聲機所用的整流專用真空管鼻祖。1920年RCA/GE聯(lián)合與AT&T/WE締結互相使用專利權的契約，次年WE加入這個Radio集團，以Radiotron的品牌銷售真空管，并努力擴展真空管的用途，使得美國成為真空管的大本營。GE制造由RCA負責銷售的Radiotron，最初型號為UV-200、UV-201，外型和GE軍用管類似，內(nèi)部電極則完全更新，這些GE改良版，成為后來直熱式真空管的標準形狀。由于上述復雜的協(xié)議關系，當西屋以自有品牌銷售真空管時，引起RCA強烈不滿，經(jīng)過長期協(xié)調(diào)，1925年決定AT&T與WE只能局限于民生用無線電收信機的制造和銷售，西屋則另外成立一家格雷堡公司經(jīng)營一般消費用的家電。至于廣播用發(fā)信設備、錄音室用機器、電影音響系統(tǒng)、航空船舶的無線電器材，西屋另外成立Non-Associate公司來銷售真空管。 1930年美國實施反市場壟斷法律，這幾家公司組成的「Radio Group」宣布解體，有先見之明的RCA則早一步成立Radiotron Manufacturing公司，買下GE的哈里遜工廠，開始自己生產(chǎn)收信管。在Group解體時大家有共識，RCA在1935年以前可生產(chǎn)真空管，而GE與西屋在1935年后才能投入生產(chǎn)。RCA為避免獨占地位遭非議，1929年起開始授權給中小廠商參與制造真空管，這使得美國制真空管互換性良好，插座種類降到最低，比起歐洲真空管流通性更佳。1936年，RCA發(fā)表了最早的束射管6L6，為業(yè)界帶來一陣鼓舞。束射管新增陰極同電位之束射形成電極，同時控制閘極極與廉閘極極的結合，雖然是從四極管發(fā)展而來，但它比五極管有更低的陽極特性、更高的效率，以及廉閘極極電流低等特性，可以算是真空管發(fā)展史上的大躍進。最早的6L6是黑色金屬管，后來才變成玻璃管，被許多大型電唱機和擴大機所采用，輸出規(guī)格為6.5瓦。1937年底RCA同時發(fā)表輸出4.5瓦的小型6L6，型號為6V6與6V6G，用于一般的收音機中。 以民生為導向的Philips 1891年在荷蘭安特奧芬鄉(xiāng)下由父子共同創(chuàng)業(yè)的Philips，到1903年已經(jīng)成為歐洲第四大燈泡廠。由于荷蘭并未參加一次大戰(zhàn)，所以并未投入軍用管開發(fā)。戰(zhàn)后一位無線電工程師Idzerda要求替Philips制造第一號真空管，并以其名字IDZ命名，此人日后成立了無線電臺而相當著名。IDZ也是根據(jù)Audion改造而來，得到許多業(yè)余玩家的青睞，Philips在1919年改良為A、B、C三種型號，正式介入真空管制造與發(fā)展。 只做專業(yè)用真空管的WE 由于WE(Western Electric)是世界最大電話公司AT&T的制造部門，所以他們制造的真空管都以專業(yè)用途為主，幾乎沒有民生用管。九０代興起的300B熱潮，把WE的300B捧上天空，這大概也是WE始料未及的。WE很早就因應市場需求，推出104、205、211、212等三極管，同時還把205D、211D等運用在當時幾乎獨占市場的電影院擴大機上（Type 42、43、46等型號）。WE早期的直熱式三極管，陽極為金屬網(wǎng)（后改為黑色金屬板）、氧化膜燈絲，電極頂部有陶瓷的支撐板，制作非常堅固。1937年發(fā)表最早的超短波用真空管316A，戲劇性的將300MHz的道統(tǒng)界線一舉提升到UHF頻帶，此真空管用于飛機的敵我識別系統(tǒng)，可見得WE在這方面的實力。
1938年，WE的300B問世，比RCA的2A3晚了幾年。這時已接近三極管的末期，但因累積了過去的技能，所以產(chǎn)生平衡性極佳的杰作。300B和同廠的252A相比，只用6W的燈絲電力，陽極最大定格（450V/80mA）時可得到將近18瓦的功率（252A輸出8瓦）。比300B稍早的300A在1933年推出，300A的接腳是刺刀式的，為了與2A3競爭因此改成四腳的300B，它們構造、尺寸、特性完全相同。由于300A/300B的優(yōu)良性能與高信賴性，還有長壽命，不僅是用在WE Type 86、91、92等擴大機上，定電壓電源等工業(yè)用、軍用器材也都有使用，直到六０年代美國太空總署內(nèi)的儀器都還用300B做電源穩(wěn)壓，它是美國直熱式三極管告別世間珍存的一顆耀眼巨星。1996年WE重開堪薩斯城的生產(chǎn)線，重整旗鼓讓300B復出，但350美元一支的定價早已今非昔比。 其它經(jīng)典真空管 除了上面提到的一些真空管外，歷史上還有許多經(jīng)典名作。WE 284A，這是1937年WE為了對抗RCA的845所推出大型直熱式三極管，當時WE86使用300B推挽輸出有15瓦輸出功率；WE87則使用284D推挽輸出得到53瓦功率，是當時有名的巨無霸。WE的杰作還有軍用直熱式三極管VT52，輸出只有2瓦，但聲音與300B很像。1940年WE為6L6束射功率管所做的專業(yè)版350B，也是久為人所津津樂道，外型與6L6G相似，聲音濃密濃重。在300B推出前的十年間，WE205D擔任功率管的重責大任，它的聲音是WE管中的佼佼者，但輸出只有1.4瓦﹗比205D更早的212A，在1921年開發(fā)完成，1937年改成212E，聲音濃密又纖細，非常有特色。211E則是在1921年開發(fā)完成，26年改成211A，在WE43擴大機上推挽可得9瓦的功率，聲音快速雄壯。美國另一家大廠RCA在1935年開發(fā)的6F6五極管，推挽輸出有11瓦功率，可以說是后來6系列的開始。1936年劃時代的6L6推出，在McIntosh MC-240擴大機上有極佳的表現(xiàn)︰第二年推出的6V6輸出功率4.5瓦，與三極管聲音形成有趣的對比。1928年開發(fā)的RCA250可以說是世界第一支音響專用管，聲音雄壯豪邁，它的出現(xiàn)刺激了WE開發(fā)252A與300A。RCA845也是名管，是在VT4C（211）基礎上開發(fā)的大型直熱三極管，出力15瓦，鮮艷溫暖有力的聲音仍深受今日音響迷的喜愛。而GE開發(fā)的VT4C（211），原本作為發(fā)信用發(fā)振管，出力19瓦，聲音輝煌燦爛，與WE的211同樣青史留名。 英國部份也很精彩， GEC（The General Electric Co. of England）所推出的KT66與KT88，可以說是六０年真空管黃金時代最著名的產(chǎn)品之一，McIntosh MC275就以KT88為輸出管，Quad以KT66為輸出管，今天一支全新的CEC KT88可抵金價。GEC另有輸出功率達30瓦的大型直熱式三極管DA100（大小與GE211相仿），但留下的并不多。Mullard的EL84/6BQ5與EL34/6CA7同樣是杰出的高靈敏度五極管，EL84輸出6瓦，EL34輸出11瓦，甜美的音質(zhì)令人難忘。Osram所生產(chǎn)的PX25具有陰柔透明美感，與稍早的PX4都是英國著名的直熱式三極管。德國Telefunken在1930年代開發(fā)的三極管RS237、1960年代開發(fā)的EL156（推挽輸出130瓦），代表了德意志民族理性的特質(zhì)，他們的小型管6DJ8也成了音響迷追尋的目標。直熱式三極管風潮二次大戰(zhàn)后唯一使用WE 300B真空管的家庭用擴大機是Brook 10C。這部機器備有2.4V和5V的燈絲組，可以替換使用2A3與300B，由于早期RCA的2A3物美價廉，又跟300B一樣都是單一屏架構，除了輸出功率較低外，音質(zhì)相差不多，所以大多時候都用2A3。后來為了降低成本，RCA把2A3改成雙屏，音質(zhì)有了變化，只剩300B獨領風騷。
六０年代中期，雖然擴大機已經(jīng)是晶體管的天下，一群法蘭西發(fā)燒友卻發(fā)現(xiàn)用單端直熱式300B推高效率的號角喇叭，用來回放爵士Big Band演奏簡直令人陶醉。這個發(fā)現(xiàn)只在極少數(shù)音響迷中間流傳，七０年代一位法日混血兒Jean Hiraga把WE 300B的玩法帶到日本，引起了很大的回響，1973年「MJ無線與實驗」雜志把WE稱為夢幻管球，它的地位與日遽增。1989年美國Richardern Electronics推出Cetron品牌的300B，更助長直熱式單端三極管的熱潮，連帶的805、211、845、810、811等大型直熱式三極管也從倉庫中被挖了出來。1992年大陸曙光廠也推出300B，然后九０年代重新設計的VV30B出現(xiàn)了，這大概是世紀末專為音響迷開發(fā)的唯一真空管了。蘇聯(lián)圣彼得堡的Svetlana加入大戰(zhàn)，推出SV811三極管，特性與300B接近，加上重新生產(chǎn)的WE 300B，只怕這股狂勁還會持續(xù)發(fā)燒。目前有名的三極管擴大機包括意大利Unison的Smart 845(輸出功率16瓦)、英國C.R. Development的旗艦Amphion前級與Carmenta后級、美國VAC、法蘭西Jadis、美國Manley與VTL等。美國Cary則生產(chǎn)了很多三極管擴大機，包括一款CAD300SEI綜合擴大機。1993年Cary首先推出以三極管放大的SLP-90前級，引起很大回響，之后開發(fā)的CAD300SE，成為九０年代美國第一家推出300B擴大機的廠商，1996年的CAD211M與CAD805B，又創(chuàng)大功率三極管的新猷。英國Audion推出的Silver Night 300B可以說是現(xiàn)代設計的典范，金光閃閃的型式與平實的售價吸引了許多人。日本可以說是三極管擁護者的大本營，上杉研究所推出的Uesugi幾乎是當年WE擴大機的現(xiàn)代翻版；山本音響工藝推出的Yamamoto Sound Craft與小廠Zaika同樣也采用WE線路。此外還有新藤所推出的Shindo Laboratory、西村電機推出的NE、中村制作所推出的NS，以及Sun Audio、Sound Parts、Sound Atics、ATR、ALC、Audio Nankai、Bell Air、Fine Arts、Kanno、Highphonic、Krypton、List、Listening Device、Lotus Souns、Mejo Gran、Mactone、Milky Laboratory....等許許多多只在日本國內(nèi)發(fā)售的制作。這些日本擴大機共同的特色是︰很貴、很精致、很漂亮、很稀有。真空管經(jīng)典銘機單聲道代的真空管擴大機仍然保存者并不多，使用上也不太方便，眾所矚目的WE，并沒有針對家庭用戶推出過擴大機。雖然WE在聲學領域貢獻卓越，例如1924年的電氣錄音模式；1927年的NFB回路理論及有聲電影的開發(fā)，1931年的錄音座的試制，1957年45/45模式刻片的發(fā)展等，但都屬于專業(yè)領域。目前可以找到的WE擴大機包括1934年為300A推挽工作所設計的WE86(使用WE274A整流，增益與反相使用了三支WE262A，輸出功率15瓦)、1936年的594A，以及1937年為300B所設計的WE91B等，它們都是劇院用擴大機，外型相當簡陋，卻非常的堅實耐用。1950年代兩大天王巨星非Marartz與McIntosh莫屬，英國方面只有Quad留下珍貴的記錄。本地二手市場偶而可見英國Leak的產(chǎn)品，這家公司是H.J. Leak創(chuàng)立的，他所推出的Point 1真空管前級失真率低于.01%，創(chuàng)下當時世界記錄，與Quad的產(chǎn)品不相上下。以后Leak成為Rank集團的一員，推出非常有名的三明治夾層式錐盆揚聲器振膜，用發(fā)泡苯乙烯制成錐形物，兩面再貼上薄鋁片，是揚聲器科技的一大突破。一九七○年代中期，這家英國廠商逐漸淡出市場，終至完全消失。至于1953年推出的Quad II，采用英國GEC的KT66推挽工作，額定輸出15瓦（實測約有25瓦），原本也是單聲道設計，但因它體積小巧，所以立體聲時代來臨音響迷寧可多買一部，也要繼續(xù)使用它。Quad II輸入級使用EF86五極管，高壓直流整流使用GZ32，再加上兩支KT66，構造非常簡單，每部重才9公斤而已。Quad早在1938年就推出第一部擴大機，輸出功率10瓦；1948年繼續(xù)推出真正有Hi-Fi規(guī)格的QA12/P，然后在這個基礎上發(fā)展成Quad II。Quad II聲音極美，一直是Quad的招牌之一，直到六○年末期才被33/303的前后級組合所取代。Marantz的輝煌記錄1952年由Saul B. Marantz在紐約創(chuàng)立的Marantz，1954年首先推出Audio Consolette單聲道前級，然后有內(nèi)設RIAA等化線路與錄音帶鑒聽線路的Model 1前級。1955年Marantz推出采用超線性放大線路，輸出級使用6CA7真空管，輸出功率40瓦的單聲道擴大機Model 2。1957年幼推出基本線路與Model 2相同，輸出功率降為30瓦的Model 5單聲道后級。不過Marantz最令人懷念的產(chǎn)品卻是1958年的Model 7前級、輸出功率30瓦的Model 8后級，與1960年推出的Model 9后級，另外加上1964年推出的Model 10B真空管調(diào)諧器。Marantz 7采用六支ECC83/12AX7真空管，內(nèi)設三級NF型均衡器與NF型階梯切換式音調(diào)控制，并設有多種唱片等化線路。1964年Marantz推出的Model 7T前級，雖然外觀依舊，卻已經(jīng)變成晶體版本了。Model 8使用硅整流器，后來它的電源變壓器改良過，輸出功率增加為35瓦，成為Model 8B。Model 9同樣使用四支6CA7/EL34輸出管構成并聯(lián)推挽線路，另外只用了兩支6DJ8/ECC88與一支6CG7，就獲得70瓦輸出功率，架構比競爭者的McIntosh MC275簡單多了。Marantz的晶體擴大機始于1965年的Model 15，輸出功率60瓦，1967年推出晶體收音調(diào)協(xié)器Model 18，到1969年推出該公司第一部綜合擴大機Model 30，起碼還維持Marantz的道統(tǒng)面版，之后的Marantz產(chǎn)品就只剩商標而已。閑話兩句，你可能不知道Marantz也推出過喇叭吧？時間是1968年，稱為Imperial系列，至于聲音呢？很抱歉，完全不知道﹗裝甲濃重的McIntosh早于1946年成立的McIntosh，與Marantz一直是最大的競爭對手，1949年推出第一部前級AE-2與第一部后級50W-1，輸出功率50瓦。1951年繼續(xù)推出改良型號50W-2，使用6L6輸出管；另外有一部20W-2后級，輸出20瓦。1953年推出C104前級，然后有C108、C8、C4等多款單聲道前級，也有1954年使用6BG6G輸出管，功率30瓦的A116后級；1955年從A116改款的MC30后級；使用6550強放管，輸出60瓦的A121；以及從A121改款的MC60；輸出40瓦的MC40；使用KT88/6550，輸出75瓦的MC75等多部產(chǎn)品。McIntosh的立體聲產(chǎn)品在1959年才推出，第一部立體聲前級是C20推出，C20有相位切換、高低音調(diào)整與低音補強等功能。1961年C11前級問世，1962年McIntosh最后一部真空管前級C22推出，如今C22前級與同年上市的MC275后級，仍是McIntosh迷眼中的夢幻組合，也是「McIntosh Sound」的最佳代言人。后級擴大機部份，1960年推出的MC240，等于是兩臺MC40，與1962年推出的MC275，到今天都還備受歡迎。MC275使用了四支GEC的KT88/6550在輸出級，獲得75瓦的功率，輸入級為12AX7，反相用12AU7，此外還用了12BH7、12AZ7等小管子在增益級。不過造成McIntosh聲音特色的最主要原因，據(jù)稱是特殊的變壓器繞法，這項絕技差點就失傳了。McIntosh在六○年代很快放棄真空管而投入晶體管陣營，1965年的MR71調(diào)協(xié)器、1968年的MC3500后級（輸出350瓦），是McINtosh最后的兩部真空管制品。Audio Research絕地大反攻Audio Research在七○年代初期創(chuàng)立，當時已是晶體管的天下，Audio Research的頭家Bill Johnson以修改Dynaco真空管器材起家。Bill Johnson對真空管非常有研究，甚至是溺愛，在Audio Research的前身Electronic Industries他就推出一部一百瓦的真空管后級，到了1974年Bill Johnson甚至設計了一部輸出四百瓦的真空管后級，展露出他在真空管方面的技術。Audio Research有一陣子停止真空管擴大機制造而轉(zhuǎn)為晶體擴大機，因著這個機緣，他卻發(fā)現(xiàn)了真空管與晶體混和運用的妙處，從SP-11前級之后，Audio Research開創(chuàng)了真空管/晶體混血的新領域。從Audio Research最早的SP-1、SP-2、SP-3前級，到最后一部純真空管前級SP-10，以及混血設計的SP-11、LS-1、LS-2、全平衡的LS-5、Reference，處處留下驚艷。從第一部后級D-50開始，歷經(jīng)D-51、D-75、D-76、D-150的純真空管時代，到M系列、Classic系列，以及全平衡的VT系列、輸出600瓦的巨無霸Reference，Audio Research也稱得上知音滿天下。七０年代的Dynaco PAS系列前級、Stereo 70與M-60后級，造福過許多阮囊羞澀的發(fā)燒友。其余著名的真空管擴大機還包括EAR 509、Michaelson & Austin TVA-1、Conrad-Johnson的Power Amp等。進入八０年代，后起之秀風起云涌，大家比較熟悉的有意大利Unison Research、加拿大Sonic Frontiers/Anthem、美國Quicksilver Audio、美國Cary、法蘭西Jadis與DRG、北歐Copland、美國Convergent Audio Technology、VAC、Counterpoint、Manley、VTL等。
至于在日本方面，老牌的Lux算是少數(shù)跨入國際舞臺的真空管制造商，采用OTL線路的MQ-36（輸出管6336A，功率25瓦）、1966年使用英國GEC KT88強放管的MB88、1969年采用三極管50CA10的MQ60、1984年采用WE 300B真空管的MB300，以及邀請Tim de Paravicini設計的MB3045等，都是轟動一時的名機。1986年在大阪高槻市，由三浦篤與石黑正美兩個人所成立的Air Tight，則是另一家打入國際市場的日本商家。從最早輸出使用EL34輸出36瓦的ATM-1后級、1988年使用KT88輸出80瓦的ATM-2后級，到1994年使用6L6GC，輸出24瓦的ATM-4后級，Air Tight為現(xiàn)代真空管制造工藝豎立了新的標竿。參考數(shù)據(jù)「Stereo Sound」 － 管球王國大冢 久著，「幻的真空管800種的軌跡，The Classic Valves」，1994「70 Years of Radio Tubes and Valves」日本墊子機械社編「電子管的歷史」，1987 歐美主要真空管廠一覽Arcturus － 美國小廠， 1927年取得RCA授權開始生產(chǎn)旁熱管，特色是運用了Carbon Heater。1952年創(chuàng)立者過事后仍繼續(xù)經(jīng)營，以使用藍色燈管著名。Eitel McCullough － 1925年推出西屋公司的第一支交流真空管，從1930年代中期開始生產(chǎn)送信管。Amperex － 1936年開始制造真空管的美國公司，1955年被Philips收購。Cunningham － 1915年開始生產(chǎn)三極管，打破Le de Forest壟斷的局面，后來成為RCA經(jīng)銷商，1931年被RCA并入旗下，而Cunningham則在1933年成為RCA Radiotron的總裁。Ken-Rad － 1926年創(chuàng)業(yè)，以Archatron的品牌營銷。Sylvania － 1924年創(chuàng)立的美國小廠，曾一度停工，1980年代初期恢復生產(chǎn)。Tung-Sol － 1930年代開始生產(chǎn)真空管，1932年發(fā)售自己設計的真空管，二次大戰(zhàn)后終止。De Dorest － 真空管發(fā)明人的自有品牌，1915年開始生產(chǎn)，1933年被RCA并購。National Union － 1930年初由Magnatron、Marathon、Sonatron、Televocal四家公司合并成立，在紐澤西州生產(chǎn)舊型管與道統(tǒng)真空管，二次大戰(zhàn)中生產(chǎn)發(fā)射管與特殊管，1950年初停產(chǎn)，旋即又重開生產(chǎn)線。Hytron － 1926年設立，二次大戰(zhàn)后被CBS并購。McCandless － 最早的球型真空管制造商，也是1915年以前美國唯一的真空管生產(chǎn)商，后來成為RCA的經(jīng)銷商直到1930年代。Myers － 創(chuàng)辦人曾在Le de Forest公司工作，不久即獨立創(chuàng)業(yè)，但遭到多家公司控告侵權。一次大戰(zhàn)后改名為Radio Audion，被WE告得躲回加拿大；1920年后重新開業(yè)，旋即被RCA控告而破產(chǎn)。Moorhead － 1915年開始生產(chǎn)，以Electron Relay品牌發(fā)售，1923年停業(yè)。GE(General Electric) － 世界最大的電機公司，也生產(chǎn)了許多軍用真空管。RCA(Radio Corporation of America) － 1919年設立，世界最大的真空管制造商，1977年關閉生產(chǎn)線。WE(Western Electric) － 世界最大電話公司AT&T的制造部門，1988年關閉真空管生產(chǎn)線。WH(Westinghouse) － GE的子公司，最初幫忙GE與RCA生產(chǎn)真空管。Ediswan － 1883年由艾狄生燈泡公司英國分公司與Swan電燈公司合并而成，世界第一支二極真空管由他們所制造，由于蒙英國皇室青睞，得以使用Royal ediswan的標志。A.C. Cossor － 1896年成立生產(chǎn)科學用玻璃器具，1902年起生產(chǎn)X射線管，1908年開始制造醫(yī)療用燈泡。一次大戰(zhàn)時加入真空管生產(chǎn)，開發(fā)具有頭盔型陽極的特殊管，1930年發(fā)表世界最早的高周波五極管。二次大戰(zhàn)后與美國喜萬年合作，改組為Electronic Tube，1949年被EMI收購而停止生產(chǎn)。Hivac － 從1932年開始生產(chǎn)特殊真空管的英國小廠。Mullard － 1920年成立，Mullard曾是愛吉斯奧燈泡研究所所長，最初開發(fā)了許多特殊的無線電發(fā)射管，1927年被英國Philips收購。Marconi － 1900年成立，從事與無線電有關的真空管制造。Lissen － 最早是制造收音機零件，1929年開始銷售BTH生產(chǎn)的真空管，兩年后自己生產(chǎn)，擅長電池式收音機真空管，1935年終止。BTH(British Thomson-Houston) － 1986年美國GE的前身Thomson-Houston Company的英國分公司，主要產(chǎn)品為重機電，也生產(chǎn)燈泡，戰(zhàn)后成為英國首席無線電制造商。1927年與其它公司合并成AEI，以Mazda品牌營銷。MOV(Marconi-Osram Valve) － 1911年首度生產(chǎn)三極管，一次大戰(zhàn)期間率先生產(chǎn)大型真空管，1919年與GEC合并，以MOV品牌銷售GEC產(chǎn)品。STC(Standard Telephone & Cable) － 1925年美國WE在英國成立的分公司，1934年后以Brimar品牌出現(xiàn)，最后被并入AEI。Philips － 1891年以制造燈泡起家，1917年加入真空管的生產(chǎn)，近年來已成世界最大的真空管生產(chǎn)集團。Volvo － 1924年成立的德國公司，隸屬于Muller的制造部門，后為Philips收購。Siemens － 德國AGE旗下的大廠，從事真空管與有線電話的制造。Telefunken － 同樣隸屬于德國AGE旗下的無線電部門，六○年代停止生產(chǎn)。Loewe － 1926年開發(fā)出復合管的德國公司。 A. Grammont － 一次大戰(zhàn)中最早制造球型三極管的法蘭西廠商，成品叫Fotos。 膽機KT88?KT94?KT100的演變 金煒杰 似乎世界上有名的膽機大廠在它們所出品的膽機當中，很少看到末級功率放大電子管使用KT100的，大多數(shù)是以KT88、6550為主。確實，KT88和6550是一只很不錯的大功率放大電子管，它輸出功率很大，效率又很高，而所需的推展電壓又不需要太大，是一只很容易伺候的電子管，因此，在各膽機生產(chǎn)廠的產(chǎn)品當中，差不多都能找到它們的芳蹤。KT88的陽極消耗為40W，在單管甲類工作狀態(tài)下輸出可達12W，由于該管設計合理，廉閘極極電流與屏流的比值較小，可達到約1/12。目前國內(nèi)產(chǎn)的KT88品性水平已能夠與外商提供的樣品（這些樣品是國外在電子管最盛時期生產(chǎn)的）相近似。1994年英國PM公司總裁Peto先生到中國曙光電子管廠時，曾提出過KT88外型粗短，玻殼平頂不夠美觀及其它一些問題，希望能夠改進。于是曙光廠積極的采取了一些措施，它們將KT88原型的芯柱加長了3mm，玻殼改為圓頂，去掉了側面的吸氣劑。于是，一個變型的新膽管降生了。由于是在94年由曙光廠改良所成的，因此，新管的牌號命名為KT94。經(jīng)過嚴格的各種試驗結果證明︰KT94的各項性能指針與KT88完全一樣，兩種膽管可直接換用，你只需從美學的角度來衡量選用就可以。KT100是在KT88基礎上又進一步改良而研制的新產(chǎn)品，因問世較晚，在電子管手冊中很難查到它的數(shù)據(jù)。很多人以為KT100是湖南長沙曙光電子管廠近幾年來研制開發(fā)出來的品種，因此并沒有引起太多的反響。其實，KT100是在膽管與晶體管交接時期的大變革年代中由西門子公司開發(fā)研制的新品種。KT100除保留了KT88的全部優(yōu)點之余，還有比KT88更大的功率，十分適合推展一些“大食喇叭”工作。一般來講，采用KT88或6550的機型，都能夠使用KT100直接換用，因幾種管子的電壓及負載阻抗都差不多。KT100與KT88不同的是︰KT88的陽極采用的是碳化鍍鎳鐵材料，與國外的同類產(chǎn)品是一致的。而KT100采用了近年來開發(fā)的新型材料，它的屏極使用了銅芯覆鋁鐵材料所制成，它可以改善膽管的耗散能力，在同樣的工作環(huán)境下，KT100比KT88的功耗富余量更大，工作更加穩(wěn)定。 真空管之百年步伐 四極管制造名器的誕生 每次當我聽到KT88這個編號，立刻使我聯(lián)想起美國“麥景陶”之MC275。這部在真空管時代末期聲名顯赫的功率放大器，記得是一九六二年推出上市，當年亦即是首部固體式晶體管HiFi擴大機初面世的交接時期。美國Acoustec公司就在當時推出I型原子粒功率放大器及II型原子粒前置放大器。當然，原子粒（晶體管）式掀起的熱潮是在從當時起數(shù)后十年以上的七O年代初期才正式開始。在六O年代，甚至七O年代，“麥景陶”MC275是被一致公認為最佳真空管放大器之一，稱它為“名器”，也一點都不會錯﹗MC275之誕生，使我們對這支在日本還很陌生的英制功率管──KT88，留下一個極為深刻的印象。在現(xiàn)下幾乎是原子粒機世界的時期，熱愛膽機的發(fā)燒友，還是頑固勢頭地繼續(xù)酷愛2A3及WE300B之類的三極真空管，雖然明知四極管有更大的功率輸出，但因音質(zhì)遠遠遜色于三極管，所以一般發(fā)燒友都對四極管敬而遠之，但在四極管之中，單單只得KT88例外受到寵愛，連最高級的“名器”都使用它，地位之高，可想而知﹗當然，KT88不只是落得虛名，它之所以受到歡迎，是有其一定的魅力。這支在美國以相同規(guī)格出廠，以6550為名的四極管，當年被麥景陶的設計師（G.Gow）大膽采用，善用其獨特的特性優(yōu)點，巧妙運用它設計出一種優(yōu)異的放大線路，設計師慧眼識英雄，應記一功﹗約在一百年前開始 提到真空管放大器，從艾狄生的時代開始至今，走了無數(shù)迂回曲折的道路。真空管在這百年間的歷史沒有太多人談及過，以下就讓我們試放眼看它在這百年間的轉(zhuǎn)變過程吧﹗ 在一八八O年初期，艾狄生改良了白光燈膽（在此之前是一種未完成的錫箔式放電系統(tǒng)）。艾狄生在研究燈泡的過程中，意外地有一個小小發(fā)現(xiàn)（當時他是這樣想），就是在燈泡里，如加入一支電極，而將它連接到鎢絲的電源去，被加熱后的鎢絲，是會向電極放電，在電極的線路里便會產(chǎn)生出電流來，這個物理現(xiàn)象，就是在今天被稱為“艾狄生效應”。 被放射出來的電子，是只會流向電源電位高的一方（即電極），另外的一方是不會產(chǎn)生電流，這個意味著有整流作用的重大發(fā)現(xiàn)，艾狄生在當其時沒有注意到，只稍作申請了專利權而已，就這樣將它完全忘記。在艾狄生無數(shù)的發(fā)明中，關于科學原理的發(fā)明，就只得這個“艾狄生效應”而已。他在發(fā)明之后又沒有利用過的驚人發(fā)現(xiàn)，相信就只是此次是例外吧﹗ 艾狄生需要“委托”他人才發(fā)明了真空管，但他在一八八三年發(fā)明的留聲機，就是今天HiFi音響器材的前身，身為發(fā)燒友的我們，是值得向他老人家致敬﹗在1904年，曾經(jīng)一度是英國Malcony公司顧問的J.A.Fleming先生，卒之發(fā)明了用在無線電信中檢波器的二極真空管。這次發(fā)明的原有概念，就是來自艾狄生早在十年前發(fā)明的“艾狄生效應”。他由于曾擔任倫敦的艾狄生電燈公司顧問，所以當年艾狄生做的實驗他也在場，離開艾狄生電燈公司后的他，仍繼續(xù)不斷進行更深入的研究。Fleming將發(fā)明了的二極真空管取名Bulb，或稱Valve（取其電流只向單方向流，不會反方向流，像一道“活門”）現(xiàn)時流行的叫法是真空管，全部都是同一樣東西。 Fleming Bulb從此奠定了其后的真空管技術之基礎，反為它本身就未能在日后被全面應用在無線電通信器材方面。兩年后，即一九O六年，美國Do.Forest公司，將一支額外的電極（Grid），放入二極真空管里，成功發(fā)明出一種能有效有作檢波及增益的三極真空管（Orthicon）。Grid是指額外再更入的電極之形狀極形似燒烤用的鐵絲網(wǎng)（Gridiron），所以又稱Grid。由于Fleming力稱他是擁有真空管發(fā)明之優(yōu)先權，所以英國的Malcony也罔顧一切，靜悄悄地生產(chǎn)起三極管來。正所謂肥水不流別人田，美國Do.Forest公司大為不滿，更因此與Malcony公司為了三極管一事鬧上法庭。這場長達十年的官司，卒之在一九一六年得出結果。法庭宣判Do.Forest的三極管，觸犯了二極管的專利權，而Malcony公司出產(chǎn)的三極管，也侵害了Do.Forest公司注冊的三極管專利權，結果是兩敗俱傷，無好結果，兩間公司都不準許再繼續(xù)生產(chǎn)三極管。 法庭此次的裁判，大大妨礙了真空管的發(fā)展?；钣谜婵展軄碇圃旆糯笃?，正正式式是在第一次世界結束后才開始，即一九二O年以后的事。 HiFi時代的真空管放大器演變前后 首先，使用（High Fidelity）一詞，是在一九三O年代中期開始。在此時期，美國Western Electric公司的WE300A及RCA公司的2A3，在同一時間面世。這兩支“威水”三極真空管，在音響歷史上，寫下了光輝的一頁
WE300A是被用來制造WE86擴大機，專門應用在當時的有聲電影院里。2A3則裝在RCA之豪華型“衣柜式”唱機──Electroller D22里（自動換唱片）。由于WE300A是應用在專業(yè)器材里，一般人連看也未看過，因此對它毫無認識。以消費者留聲機模式上市的2A3，就因而被注視。當時有很多發(fā)燒友利用這支功率作推挽式放大，制造出有22瓦之“大功率”放大器，令當時的發(fā)燒友聽得如疑如醉﹗ 一九三九年，美國哥倫比亞公司為了獲得一種更寧靜的古典音樂回放效果，率先使用了Lacquer Master去刻片。在第二次世界大戰(zhàn)中（一九四四年），英國Decca亦發(fā)明了一種更新的錄音方法，稱為FFRR(Full Frequency Range Recording)全頻帶錄音。（這錄音方法由于是在研究敵方潛水艇的聲音分辨方法中演變出來，錄音的頻應可從30赫伸展至14000赫，也是78轉(zhuǎn)SP唱片時代勞最大極限頻應范圍。） 另一方面，在戰(zhàn)爭中發(fā)明的電子技術，也在戰(zhàn)后發(fā)展成為平民日?？衫茫谝痪潘陌四?，首張LP大唱片宣告誕生。音響技術在此黃金暑期因此大放異彩。 首部在美國上市的真空管放大器，是在第二次世界大戰(zhàn)結束同年之十月推出，制造廠是Fisher。HIFI時代的序幕，是在LP模擬式大唱片面世之前一年（一九四七）掀起。當時的最觸目的放大器電路，計有Williamson線路及在一九八二年逝世（八十一歲）之RCA公司Harry，F(xiàn).Orson博士設計的Orson線路。 歐美真空管放大器的黃金時期 Williamson放大線路是當其時HIFI放大器的代名詞，英國HIFI雜志（Wireless World）就在一九四七年四、五月號一期刊登過。雖然現(xiàn)下的放大器線路加入負回輸（原子粒機有些加入40分貝之負回輸）是眾所周知，但當時威廉臣線路就大膽加入20分貝之負回輸，令全世界的發(fā)燒友都看得目瞪口呆。 Negative Feedback（負回輸）原理的發(fā)現(xiàn)，是早在一九二七年八月二日。發(fā)明人是美國Bell 研究所之設計工程師Harold Black，當日他乘坐一艘游輪，在遠眺自由神像之時突然構思出來，他當時立刻拿來一張當天的紐約時代日報（Time News），就以第一時間將這個設計概念記錄下來。但直到數(shù)年之后才實際研究成功，時間是一九三三年。被運用在電話機的放大線路，是在一九三六年，當時的輸出變壓器甚差，雖用了負回輸放大電路去減低失真，但失真仍然是驚人之大（以目前的標準比較）﹗ 由于當時的輸出變壓器沒有今天的廣闊頻應，雖然威廉臣放大器聰明使用了20分貝的負回輸，但后來卻被很設計師不斷指出其缺點，縱使如此，變壓器的重要性能夠因此被人初次認識，大大影響其后的放大線路技術；負回輸?shù)陌l(fā)明亦沒有白費到﹗威廉臣功率放大部分雖用了KT66四極管，但因與三極管以推挽式接合工作，輸出能高至10瓦。 另一方面，Orson放大線路卻用對稱式排列法，將6F6與三極管以平衡式連接，完全不加負回輸。這種放大部之設計意念，是考慮其為家用式HIFI放大器，而將其頻應特性、失真、輸出及制作費等取得最妥善的協(xié)調(diào)，定下額定范圍。Orson博士不采用負回輸是有其理論，雖則加入負回輸能將放大器的頻寬拉闊，但卻要付出龐大制作費，因此不太適合一般家用式放大器，用三極管及不加負回輸，是既簡單又能理想的音響效果，更適合普通家庭使用﹗ 在一九四九年的Audio Engineering雜志十二月號刊中，麥景陶線路被首次發(fā)表。線路是將6L6G四極輸出管與一種特別繞制的輸出變壓器連接的single ended“變相”推挽式放大。這種稱為雙絲式（bifilar）的特殊繞制變壓器，由于能夠消除B級推挽式放大的交越失真，因此能有50瓦輸出、全頻帶失真低于百分一之高水平性能﹗以此電路，麥景陶50W─I型專業(yè)放大器正式上市﹗ 首部被我們這一輩子發(fā)燒友深愛的同廠放大器，是在一九五五年推出的MC60，鉻鐵制機殼，變壓器外殼的方型圓角，單是外形已令人迷迷疑疑，性格十足（當時業(yè)余發(fā)燒友自己裝嵌的放大器只將真空管與變壓器裝在一個普通鐵造起角的機殼上）。其后上市的MC─75，是采用相同電路，將6550作推挽式放大的60瓦輸出放大器以KT─88（這也是KT─88初次出場）代替，而將輸出提升至75瓦的功率放大器。后來更將它立體聲化，MC275便宣告誕生。 前級放大器之面世 踏入LP時代之后，前置放大器便應運而生。先前曾提及過RCA在一九三四年推出之D22型豪華留聲機，雖不是唱LP大唱片，但已看到附有volume-expander之附加放大器了，但這并未真正算是前級放大器。當進入LP時代后，由于刻片前要經(jīng)過頻率均衡（增強高頻、減少低頻），所以當回放時便需要一部前級放大器將之還原（減少高頻、增強低頻）。但每間唱片公司都有不同的均衡標準，所以如果用相同的重放線路，可能每張唱片都有參差不齊的重放曲線，有時甚至同一張唱片，但A、B兩面都不同的回放頻應曲線﹗ 當時具代表性的均衡標準計有AES、NAB、RCA、Columbia、FFRR及歐洲規(guī)格之CCIR等多種，因此當時的前置放大器都附設有可選擇不同均衡標準的選擇制。直到一九五五年才將這個均衡標準統(tǒng)一，成為沿用至今的國際通用標準──RIAA。 HIFI放大器的祖先們在一九五O年后，各種放大器相繼紛紛推出。一九五O年，英國Quad 被P.J.Walker重振雄風，推出I型前級及功率放大器。一九五一年，真正優(yōu)秀的放大器才面世 （正式名稱是extended class A放大器，四極管與三極管使用同一偏壓（Bias，是一種罕有的A、C級合并式工作放大器），將6L6閘極極連接在輸出變壓器之頂（輸入端），具有超平直線性響應；設計師其中一位是日后創(chuàng)辦Dynaco公司之D.Hafler。Quad也在同年推出II型功率放大器，初級放大器使用FE86五極管，輸出用四只KT66四極管，線路簡潔，輸出變壓器是Quad自制，輸出有15瓦。 一九五五年，通用電子（GE）公司的Petersong 與Syncrea發(fā)明了一種Single ended push-pull放大線路，消除了因變壓器漏電。電感所引起的開關失真。這種放大線路雖然也采用輸出變壓器，但工作量卻大大省略，其后更發(fā)展至OTL線路，所以可稱為今天晶體管擴大機采用的SEPP線路之原型。講起OTL線路，第一部OTL放大器亦在同年上市，制造者是Stewarts。 五三年，Borgan Amp，White Powerton Amp，Crosschart PP，Multi Feedback Amp；五四年Linear，Standard Amp，BTL線路及無限量負回輸線路等數(shù)之不盡的線路，有如雨后春筍，接踵而來；同年英國Leak公司也推出“Point One”系列放大器，失真率只低于百分之零點一，所以被稱為Point One，當時此部低失真放大器便曾一度成為佳話﹗線路方面也只不過沿用KT66與三極管連接而成的推挽式線路，沒有值得提及的優(yōu)點﹗可與麥景陶并排而列，名門名器之馬蘭士，也在同一年推出#1號前級放大器，跟著在五五年便于工作再推出#2功率放大器。 日本制放大器之歷史 在此段期間，所謂“日本制放大器”，主要是指業(yè)余無線電發(fā)燒友的手制放大器 。以我記憶所及，“威廉臣”放大線路是在昭和廿五年（一九五O年），首先在三月號的《無線電技術》雜志公開發(fā)表?！胞溇疤铡本€路即在第二年（一九五一年）八月之《電波科學》里首次公開。亦即在外國發(fā)表后兩年后，才被（日本人）認識。雖然隔了兩年時間才被認識，但當時的情形，是令人沒法不興奮的﹗ 日本哥倫比亞公司在昭和廿六年（一九五一年）首先推出第一張日本制LP大唱片，當時的技術性雜志，只大部分刊登一些關于改良留聲機的方法關于先前提及之多種HIFI放大器線路，是在往后幾年才在雜志上發(fā)表。 昭和廿七年十二月（一九五二年），第一屆全日本音響大展宣布隆重舉行。同年，Lux以一種采用廣闊頻應之輸出變壓器制的“X”系列真空管放大器，成為HiFi電聲界之熱門話題。其實，Lux廠早在戰(zhàn)前（一九三六年左右）已生產(chǎn)了一部753型不俗的真空管放大器（輸出10瓦，有HiFi傾向之高水平膽機），相信仍有很多人能記得起這部機，但無論如何，Lux是以這只高質(zhì)闊頻應輸出變壓器一舉成名，聲名大噪。 由大廠制造之真空管放大器之出現(xiàn)，是從昭和廿九年（一九五四年）才正式開始。山水以功率放大器（HF─2A3S）及前置放大器（HRR─100）創(chuàng)先河。Lux接著在昭和三十年（一九五五年）推出“KMV6”及“KMR5”套件式功率放大器。山水設于東京、Lux設于大阪，這兩間大廠分處東、西兩面，將當時的國產(chǎn)放大器劃分成兩大類，確實引起廣大人士對當時的放大器產(chǎn)生極為渾濃的興趣。 這些國產(chǎn)膽機，單看型號也可推測其所用之真空管是何種型號，例如山水之2A3、Lux之6AR5及6V6，同年先鋒也使用6V6做輸出管造出功率放大器HF10M。至于外國的線路就多用KT88、KT66及6550之類的四極管，6V6就被廣泛應用。 看看這些真空管的價錢差異，大家便會更了解。以八O年的市價，一支KT88售價約八至九千日元（港幣三百元左右）、KT66售價約七千日元（港幣二百五十元）、6550售價約四至五千日元（港幣一百六十元左右）；而6V6只需二千日元以下（低于港幣六十元）便可以買得到。以上是四極管，以下的三極管大約售價是︰2A3要八千日元，至于已屬“名器”之“補品”──WE300B，平均售價約三至五萬日元（港幣一千至一千七百元左右）一只﹗ 至于采用這支“補品”真空管初上市的功率放大器（只單用一只WE300B），就是大阪的“Stereo Gallery─Q”在昭和四四年（一九 1.醫(yī)用磁控管 如果要在一個緊湊的組件中高效地產(chǎn)生射頻功率，那么這個器件非磁控管莫屬。 磁控管在第二次世界大戰(zhàn)中首次展現(xiàn)其光輝時刻，為英國雷達提供了發(fā)射功率。20世紀70年代，磁控管在雷達上的應用開始減少，但在工業(yè)、科學和醫(yī)療應用中煥發(fā)了新的生機，并持續(xù)至今。 正是這最后一項用途使醫(yī)用磁控管大放光彩。在線性加速器中，醫(yī)用磁控管能產(chǎn)生一束高能電子束。電子束中的電子打到的靶（一般由大原子序數(shù)的物質(zhì)（如鎢）組成）上時，會產(chǎn)生大量X射線，X射線可以被引導殺死腫瘤中的癌細胞。1952年，倫敦哈默·史密斯醫(yī)院安裝了第一臺用于放射治療的臨床加速器，一根2MW的磁控管可以為3米長的加速器提供射頻功率。 人們在不斷繼續(xù)開發(fā)大功率磁控管以滿足放射腫瘤學的需求。圖1顯示的醫(yī)用磁控管由e2v技術公司（現(xiàn)為Teledyne e2v）制造，產(chǎn)生的峰值功率為2.6MW，平均功率為3kW，效率超過50％。它只有37cm長，重約8kg，小巧輕便，足以與放療機的旋轉(zhuǎn)臂匹配。
圖1 醫(yī)用磁控管，照片來自Teledyne e2v公司 2.回旋管 回旋管是前蘇聯(lián)在1960年代發(fā)明的一種大功率真空裝置，主要用于在核聚變實驗（如ITER）中加熱等離子體，該核聚變現(xiàn)場位于法國南部。這些實驗性反應堆可能需要高達1.5億攝氏度的溫度。 那么兆瓦級回旋管如何工作？這個名字提供了一個線索：它使用在腔體內(nèi)的強磁場中旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)的高能電子束。旋轉(zhuǎn)電子和腔體電磁場之間的相互作用產(chǎn)生了高頻電磁波，這些高頻電磁波被導入到等離子體中，會加速等離子體中的電子，從而在此過程中使等離子體發(fā)熱。 一個平均功率為1兆瓦的真空管體積較大。聚變回旋管通常高2至2.5米左右，重約1噸，其中包括6特斯拉或7特斯拉的超導磁體。 除了加熱聚變等離子體外，回旋管還用于材料加工和核磁共振波譜。在美國軍方的主動拒止系統(tǒng)（Active Denial System）中，它們也被用于非致命群體控制。該系統(tǒng)會投射出一束相對較寬的毫米波光束（直徑可能有1.5米），能夠加熱人的皮膚表面，產(chǎn)生灼熱感，但不會穿透或損壞皮下組織。
圖2 回旋管，照片來自核聚變機構 3.微型行波管 顧名思義，行波管（TWT）通過電路中行進或傳播的電磁波的電場與流動電子束之間的相互作用來放大信號。 20世紀的大多數(shù)行波管都是為了極高功率增益而設計的，其放大比為10萬甚至更高。不過我們并不總是需要那么多增益，所以出現(xiàn)了迷你行波管，如圖中展示的L3哈里斯電子設備公司的微型行波管。微型行波管的增益在1 000倍左右（或30分貝），適用于所需輸出功率為40-200瓦范圍的應用，以及需要小尺寸和低電壓的應用。比如，一臺工作頻率為14GHz的40瓦微型行波管可以放在你的手掌中，而且重量不到0.5kg。
圖3 微型行波管，照片來自L3公司 事實證明，軍事部門非常需要微型行波管。微型行波管在1980年代問世后不久，就被用于飛機和艦船的電子戰(zhàn)系統(tǒng)中，以防御雷達制導導彈。在1990年代初期，設備設計人員開始將微型行波管與緊湊的高壓電源集成在一起以為設備供電，并使用固態(tài)放大器來驅(qū)動設備。組合創(chuàng)建了所謂的微波功率模塊（簡稱MPM）。由于其體積小，重量輕和效率高，微波功率模塊用于諸如“捕食者”和“全球鷹”之類的軍用無人機的雷達和通信發(fā)射器中，以及電子對抗系統(tǒng)中。 4.加速器速調(diào)管 速調(diào)管幫助開創(chuàng)了高能物理大科學時代。速調(diào)管將電子束的動能轉(zhuǎn)換為射頻能量。該設備的輸出功率比行波管或磁控管大得多。羅素和西格德·瓦里安兄弟在1930年代發(fā)明了速調(diào)管，并與其他人一起創(chuàng)立了瓦里安公司進行銷售。如今，瓦里安公司的真空管業(yè)務在通訊和電力工業(yè)應用方面持續(xù)發(fā)展。 在速調(diào)管內(nèi)部，由陰極發(fā)射的電子向陽極加速以形成電子束。磁場使光束在通過陽極的孔到達光束收集器時不會膨脹。在陽極和集電極之間是稱為空腔諧振器的中空結構。高頻信號被施加到最靠近陰極的諧振器，從而在腔體內(nèi)建立了電磁場。當電子束通過諧振器時，該場對電子束進行調(diào)制，從而導致電子的速度發(fā)生變化，并且當電子向下游的其他空腔諧振器移動時，電子會聚束。大多數(shù)電子在通過最終諧振器時會減速，最終諧振器以高功率振蕩。結果是輸出信號遠大于輸入信號。
圖4 加速器速調(diào)管，照片來自美國SLAC的加速器實驗室 在1960年代，工程師們開發(fā)了速調(diào)管作為斯坦福大學正在建造的新型3.2公里線性粒子加速器的射頻源。SLAC速調(diào)管的工作頻率為2.856GHz，并使用250千伏的電子束，產(chǎn)生的峰值功率為24MW。為了獲得高達500億電子伏特的粒子能量，需要240多個速調(diào)管。 加速器速調(diào)管為真空管作為高級粒子物理和X射線源設備的RF源的廣泛使用鋪平了道路。SLAC的65MW加速器速調(diào)管目前仍在繼續(xù)生產(chǎn)。 5.環(huán)桿行波管 環(huán)桿行波管是一種巨型真空管，在冷戰(zhàn)時期就使用過，現(xiàn)在仍然很強大。這種高功率管從陰極到集電極的高度超過3米，是世界上最大的行波管。北達科他州的卡瓦利耶空軍基地有128根環(huán)桿行波管，它們?yōu)槌瑥姶蟮南嗫仃嚴走_提供無線電射頻功率。這臺440兆赫的雷達名為“環(huán)形搜索雷達攻擊特征系統(tǒng)”（PARCS），用于尋找向北美發(fā)射的彈道導彈。作為空間監(jiān)視網(wǎng)絡的一部分，它監(jiān)測空間發(fā)射和軌道物體。PARCS是通用電氣公司在1972年建造的，它能追蹤地球軌道上一半以上的物體，據(jù)說能夠在2000英里的范圍內(nèi)識別出一個籃球大小的物體。 施姆亞島是一個距離阿拉斯加海岸約1900公里的偏遠小島，島上的相控陣雷達使用了一種更高頻率的環(huán)桿行波管。這種雷達名為“丹麥眼鏡蛇”（Cobra Dane），它負責監(jiān)測非美國彈道導彈的發(fā)射，還能收集有關太空發(fā)射和近地軌道衛(wèi)星的監(jiān)視數(shù)據(jù)。 這龐然大物使用的電路稱為“環(huán)桿”，由利用沿其長度重復的交替桿連接的圓環(huán)組成。這種裝置為電子管的電子束提供了比普通行波管更高的場強，其中射頻波沿著螺旋形的導線傳播。環(huán)桿行波管的場強更高，因而具有更高的功率增益和良好的效率。圖中是雷神公司20世紀70年代初開發(fā)的環(huán)桿行波管，現(xiàn)在由L3公司制造。
圖5 環(huán)桿行波管，照片來自L3公司 6.尤必管（Ubitron，又稱波動射束注入器） 在人們發(fā)明“自由電子激光器”一詞的15年前，有一種真空管與它的工作原理相同，即尤必管（Ubitron），又稱波動射束注入器，它在某種程度上代表了“波動光束相互作用”。 尤必管發(fā)明于1957年，它的發(fā)明很偶然。羅伯特·菲利普斯是通用電氣微波實驗室的工程師，當時他正試圖弄明白為什么實驗室的一個行波管發(fā)生了振蕩，而另一個沒有。對比這兩個行波管后，他發(fā)現(xiàn)它們的磁聚焦不同，這導致了一個管中的光束晃動。他認為，這種波動會導致波導中的電磁波發(fā)生周期性相互作用。反過來，這有助于產(chǎn)生極高水平的峰值射頻功率。尤必管也就由此誕生了。 從1957年到1964年，菲利普斯和同事一起制造并測試了各種各樣的尤必管。圖6是照片是1963年時菲利普斯的同事查爾斯·恩德比拿著一個沒有擺動磁鐵的尤必管。這根真空管在7萬伏特的電壓下運行，能在54千兆赫下產(chǎn)生150千瓦的峰值功率，這個功率水平保持了十多年的紀錄。不過，資助尤必管研究的美國陸軍在1964年叫停了研發(fā)，因為沒有哪種天線或波導可以處理如此高的功率水平。 今天的自由電子激光器采用的基本原理與尤必管相同。事實上，菲利普斯因其在尤必管上的開創(chuàng)性工作受到了表彰，于1992年獲得了“自由電子激光獎”?，F(xiàn)在安裝在粒子加速器大型光源和X射線源中的自由電子激光能夠產(chǎn)生強大的電磁輻射，可用于探索化學鍵力學、了解光合作用、分析藥物如何與靶點結合，甚至創(chuàng)造出溫暖、致密的物質(zhì)，用于研究氣體行星是如何形成的。
圖6 尤必管，與發(fā)明者羅伯特·菲利普斯同事的合影照片 7.返波管（Carcinotron） 法國的返波管是另一個誕生于冷戰(zhàn)時期的有趣的例子。它與磁控管有關，由伯納德·愛潑斯坦于1951年在法國無線電報總公司（CSF，現(xiàn)隸屬于泰雷茲公司）發(fā)明。 與尤必管一樣，返波管是為了解決傳統(tǒng)電子管的振蕩問題而發(fā)展起來的。在這個例子里，振蕩源來自一個射頻電路功率的反向流動，與電子管的電子束方向相反。愛潑斯坦發(fā)現(xiàn)，振蕩頻率可以隨電壓變化而變化，后來便申請了一種電壓可調(diào)“反向波”真空管的專利。 在隨后的大約20年時間里，美國和歐洲的電子干擾機都使用了返波管作為其射頻功率源。圖7中是CSF在1952年制造的第一批返波管之一。它在S波段的射頻功率為200瓦，頻率從2GHz擴展到4GHz。 考慮到它們的功率水平，返波管顯得非常緊湊。包括永久聚焦磁體的500W型號重量僅為8千克，尺寸為24cm×17cm×15cm，其最大投影小于鞋盒。 關于這個奇怪的名字，泰雷斯公司的科學家Philippe Thouvenin解釋，它來自希臘語karkunos，意為小龍蝦，因為小龍蝦會向后游。
圖7 返波管，照片來自CSF公司（現(xiàn)為合并到泰雷斯公司） 8.雙模行波管 雙模行波管是1970年代和80年代美國開發(fā)的一種用于微波對抗雷達的特別一類的真空管。它既可以進行低功率連續(xù)波，也可以進行大功率脈沖操作，它遵循一句古老的格言：兩個比一個更好：它有兩個電路，兩個電子槍，兩個聚焦磁體和兩個收集極，但封裝在一個真空封套中。 該電子管的主要賣點是它擴大了既定應用的用途，例如，一個整機系統(tǒng)可以在連續(xù)波和脈沖功率模式下運行，但只需一個發(fā)射器和一個簡單的天線饋源。電子槍中較短的脈沖功率部分中的控制網(wǎng)極可以迅速將電子管從脈沖轉(zhuǎn)換為連續(xù)波，反之亦然，從而，將許多功能打包到一個小包裝中。當然，如果真空泄漏了，將失去兩種功能。 圖8是由雷神公司功率管部開發(fā)的雙模行波管。該部于1993年被利頓（Litton）公司收購。雷神公司/利頓公司制造了雙模行波管，但這種真空管很難批量生產(chǎn)，因此2000年代初期已停產(chǎn)。
圖8 雙模行波管，照片來自雷神公司 9.多注速調(diào)管 正如我們許多人所學到的那樣，功率等于電壓乘以電流。為了從真空管中獲得更多功率，可以增加真空管電子束的電壓，但這需要更大的管和更復雜的電源?；蛘吣梢蕴岣唠娮邮碾娏?，但這也可能會帶來問題。為此，您需要確保設備可以支持更高的電流，并且所需的磁場可以安全地將電子束傳輸通過電子管電路，即電子管與電子束相互作用的部分。 此外，由于功率轉(zhuǎn)換所需的電子注受到影響，電子注的效率通常會隨著電子束電流的增加而下降。對于單個電子注速調(diào)管，則所有這些法一樣適用。但是，如果采用多個電子注，這些電子注來自多個陰極并經(jīng)過公共電路，會怎么樣呢？即使單個電子注電流適中，總電流仍會很高，而整體效率不會受到影響。 1960年代，在美國、蘇聯(lián)和其他地方研究了這種多注速調(diào)管。此后，美國的工作逐漸減少，但蘇聯(lián)的多注速調(diào)管研究仍在繼續(xù)，并得到成功應用和部署，將其用于雷達和其他多種系統(tǒng)。 圖9是多注速調(diào)管的照片，該多注速調(diào)管由法國湯姆遜公司（現(xiàn)合并到泰雷斯公司）2001年生產(chǎn)。該多注速調(diào)管是為德國電子同步加速器（DESY）開發(fā)的。該管有七注，總電流為137安培，峰值功率為10 MW，平均功率為150 kW；它的效率大于63％。相比之下，湯姆森公司開發(fā)的單注速調(diào)管可提供5 MW峰值功率和100 kW平均功率，效率為40％。因此，就其放大能力而言，一個多注速調(diào)管相當于兩個傳統(tǒng)的單注速調(diào)管。
圖9 多注速調(diào)管，照片來自泰雷斯公司 10.同軸管（Coaxitron） 到目前為止，我所介紹的電子管都是專家們所說的“束波裝置”（或者磁控管中的束流波裝置）。在這些裝置出現(xiàn)之前，電子管有柵極，它是一種透明的屏狀金屬電極，插在電子管的陰極和陽極之間，用來控制或調(diào)節(jié)電子的流動。根據(jù)電子管柵極的個數(shù)，可以將其稱為二極管（無柵極）、三極管（一個柵極）、四極管（兩個柵極）等等。低功率管被稱為“接收管”，因為它們通常用于無線電接收器或開關。這里要指出的是，我所說的“電子管”（tube），也就是英國人所說的valve。 當然，還有更高功率的柵極管。你可能已猜到，發(fā)射管被用在了無線電發(fā)射器上。后來，大功率柵極管被廣泛應用于工業(yè)、科學和軍事領域。 三極管和高階柵極管都包括一個陰極、一個電流控制柵極和一個陽極或集電器（或極板）。這些電子管大多是圓柱形的，有一個中心陰極，通常是細絲，周圍有電極環(huán)繞。 同軸管由美國無線電公司（RCA公司）在20世紀60年代開始開發(fā)，是一種獨特的圓柱形設計排列裝置。電子會從圓柱形同軸陰極徑向流向陽極。不過，同軸管的陰極并不是只有一個電子發(fā)射體，而是沿著它的周長被分割成多個，用許多加熱的細絲作為電子源。每根細絲都會形成自己的小電子束。由于小束徑向流向陽極，所以不需要磁場（或磁鐵）來限制電子。因此，考慮到其卓越的功率水平（約1兆瓦），同軸管非常緊湊。 一臺1兆瓦、425MHz的同軸管重達130磅，高24英寸。雖然增益不大（約10-15分貝），但作為一款緊湊型超高頻功率助推器，它仍然是一款強悍的產(chǎn)品。RCA最初想將同軸管用作射頻加速器的驅(qū)動源，但最終它在大功率UHF雷達上找到了用武之地。雖然同軸管近來被固態(tài)器件取代了，但老雷達系統(tǒng)中仍有一些還在使用。
圖10 同軸管，照片來自RCA公司 11.德律風根音頻管（Telefunken Audio Tube） 在功率/頻譜方面，有一種帶柵極的傳統(tǒng)電子管與速調(diào)管和回旋管等兆瓦級器件分處兩端。德律風根音頻管VF14M得到了音頻工程師和錄音藝術家的厚愛，它被用作紐曼 U47和U48傳奇話筒的放大器，法蘭克·辛納屈（FrankSinatra）和披頭士樂隊的制作人喬治·馬丁爵士（SirGeorge Martin）都對這種話筒青睞有加。一個有趣的事實：倫敦的阿比大街（Abbey Road）工作室展出了一個紐曼U47話筒。VF14M音頻電子管名稱中的“M”表示它適用于麥克風，且只有通過紐曼篩選審查的音頻管才能有此名稱標識。 VF14是一個五極管，它有5個電極，包括3個柵極。不過，它用于麥克風時，卻是作為三極管工作，其中兩個柵極被綁在一起，與陽極相連。這樣做是為了利用三極管可能擁有的優(yōu)越音質(zhì)。VF14的加熱電路加熱陰極，使其能夠發(fā)射電子，其運行電壓為55伏。之所以選擇該電壓，是為了使兩根電子管可以串聯(lián)在110伏的主電源上以降低供電成本，這在戰(zhàn)后的德國非常重要。
圖11 德律風根音頻管，照片來自Thump/Soundgas公司 如今，您可以購買VF14M的固態(tài)替代品，甚至可以模擬電子管的55 V加熱器電路。但是它能復制那種溫暖可愛的電子管聲音嗎？關于這一點，內(nèi)行音頻人將永遠不會同意。 本文來自2020年11月的IEEE Spectrum，標題為《你從未聽說過的11個最偉大的真空管》。作者為卡特·M·阿姆斯特朗（Carter M. Armstrong）。
圖12 卡特·M·阿姆斯特朗的照片
不管你是否正在使用真空管擴大機，這會發(fā)出淡淡橘光的東西絕對是擺放、聆聽都合宜的產(chǎn)物。但如果你稍微了解一點世界歷史，就會知道真空管這古老的電器產(chǎn)品最開始可不是用來讓你做成音響擴大機的！真空管在最早期的應用中，最著名的就是在二次大戰(zhàn)時用上萬根真空管所組成的計算機「ENIAC」，在當時是用來幫助火炮的火力與彈道計算。雖然現(xiàn)在隨便一臺工程計算器的能力都能打敗這臺八十歲的老前輩，但不可否認真空管在早期的計算機運算中確實占有極重要的地位。
不過真空管維護麻煩（高熱、高電壓）再加上極為耗電占空間，因此在二戰(zhàn)之后沒多久就被晶體管這種一小顆就能取代一大票真空管的小東西取代。目前除了俄羅斯的軍事用途（例如米格戰(zhàn)斗機）之外，真空管最大的用途就只剩下音響擴大機了，因此一些早期的真空管廠商不是關廠停產(chǎn)、就是轉(zhuǎn)作其他產(chǎn)品了，反倒是一些俄羅斯、中國的新興或老牌廠商還在持續(xù)生產(chǎn)真空管，專攻全球高低階音響市場。 真空管的生產(chǎn)流程（視頻） 只要你有玩音響，對真空管就一定不會感到陌生。但你知道真空管是怎么生產(chǎn)出來的嗎？真空管之所以稱為「真空」管，正是因為內(nèi)部必須抽成真空才能順利運作，但內(nèi)部有這么多小零件的真空管到底是如何抽成真空、而那些小零件又是怎么塞進這完全密封的玻璃管內(nèi)呢？上面這則影片解釋了真空管的生產(chǎn)流程，不過內(nèi)部有許多細節(jié)只要你的聽力不到水平就很難搞懂為什么他要這么做，因此如果你對聽力有信心就請你先直接看上面的影片吧！下面則是我把影片的制作內(nèi)容擷取出來解釋啰～
其實真空管的生產(chǎn)除了一些必要的手續(xù)如卷繞線圈、抽真空等步驟之外，幾乎所有的生產(chǎn)流程都是純手工的，這也是為什么現(xiàn)在新的真空管越來越貴，正是因為「人工很貴」所造成的??！上圖中的技師正在卷繞真空管內(nèi)部的線圈，為了能加速卷繞并確保卷繞的拉力、長度、間隙能維持一致，因此這個工作一向都是以上圖的卷繞器來處理，馬達內(nèi)部的線圈通常也是以類似的道具制造而成。
不同的真空管有不同的內(nèi)部結構，并不是所有真空管都長像上面這個樣子！但對于要先把線圈、燈絲繞好才能安裝這件事倒是大同小異，總之所有的真空管內(nèi)部制造都是從這個核心部分開始的，完成上圖的核心組件之后才會開始接下來的組裝步驟。（當然現(xiàn)代工廠都是流水線生產(chǎn)，只有堅持手作的小工廠才會讓同一個人做所有事情）
在完成內(nèi)部線圈、燈絲制作之后，就必須把這些組件通通安裝到一個接點平臺上，有點類似把電子零件固定在電路板上的概念。如果你有機會仔細端詳真空管內(nèi)部，就會發(fā)現(xiàn)所有零件都是安裝在玻璃管內(nèi)部的一個小平臺上，這就是上面這個步驟正在做的事情。
在完成安裝燈絲之后，就必須先做第一次的接點連接，根據(jù)真空管類型的不同會有不同數(shù)量的接腳必須處理，不過除了前面的巨無霸真空管之外，一般的真空管體積都很小，因此像上圖這個步驟看似簡單，卻是非常傷眼力的細致工作，必須配合不會抖的雙手以及合適的工具才有辦法把燈絲與底座的接腳連接起來。
連接玩接腳之后就完成真空管內(nèi)部的組件啦！再次提醒大家，不同的真空管有不同的制作方式與結構設計，因此并不是所有的真空管都長像上圖這樣，只是制作工藝大同小異罷了。
接下來就是我們所關注的部分：玻璃管啦！其實玻璃管的制作并不是像大家想象中的「高科技」工藝，以制作來說，其實就跟一般制造玻璃杯、玻璃瓶沒什么兩樣，都是利用高溫加熱玻璃管（有各種不同的口徑尺寸），再利用手工的方式裁切需要的長度并封口。這部分完全是純手工處理，因此并不是任何人都能在短時間內(nèi)學會的制造工藝，對這個有興趣可以看看上面的影片，里面有實際操作的錄像。
是的，說到玻璃制造就絕對脫不了「吹玻璃」這件事。當玻璃加到一定熱度之后就會軟化，就能像吹泡泡那樣把它吹膨脹，技術高超的玻璃師傅可以利用吹氣與適當?shù)墓ぞ邅硇拚ＡЧ艿男螤?，讓玻璃管變成我們平常看到的各種真空管形狀。
在師傅吹好玻璃之后，最后會再利用高溫噴槍來修整真空管表面，并同時利用模具與旋轉(zhuǎn)來調(diào)整真空管的形狀。整個真空管的制造都是純手工利用各種工具制作出來的，并不像現(xiàn)在制造 CPU 那樣通通都在無塵室里面用機器手臂完成，相較于現(xiàn)在的科技產(chǎn)業(yè)而言，古早的科技產(chǎn)業(yè)簡直就像是手作工坊一樣樸實。
真空管的玻璃底座與上方的玻璃管制作是分開的，上面師傅在吹的只是真空管上端的玻璃管部分，而下端的玻璃底座則是利用上圖的道具制作出來的。由于真空管內(nèi)部在完成后就不能有任何空氣進入，因此必須利用上圖的裝置將玻璃壓扁并夾緊從真空管里伸出來的金屬接腳，再利用手工的方式修整玻璃底座的形狀以符合上端的真空管圓柱，在稍后的步驟中才會將底座與玻璃管合而為ㄧ。
上圖就是將上上圖完成的玻璃底座與前面完成的真空管內(nèi)部組件連接起來的樣子。上上圖的底座中有很多細細的金屬絲，這些金屬絲必須利用手工的方式焊接到前面提過的「迷你接腳」上，完成安裝之后就是上圖的樣子啦～另外這里還會幫額外安裝兩個小圓環(huán)（上圖玻璃旁邊的小金屬環(huán)），這是稍后要用來在玻璃管壁內(nèi)度上除氣劑的重要零件，在接下來的步驟會做介紹。
完成所有零件的安裝之后就要把底座跟玻璃管連接起來啦！至于連接的方法 ... 當然就是用燒的啦！如果你有機會到玻璃工廠看看他們的制作工藝，就會看到玻璃師傅利用火焰噴槍加熱玻璃邊緣，再將融化的兩塊玻璃連接在一起，上圖就是利用相同的概念所完成的真空管：先用高溫噴槍把玻璃管與玻璃底座的邊緣融化，再將兩者壓在一起讓兩者的邊緣融合。到這里差不多就完成整支真空管的組裝了，接下來就是最后一步：抽真空！
雖然前面已經(jīng)把真空管的底座跟玻璃管黏起來了，但實際上到這里為止真空管還沒有完全封閉喔！完成底座跟玻璃管的連接后還會留下一個小小的吹口，讓師傅可以將他們連上抽真空機的玻璃管上。
將真空管連上抽真空機的玻璃管之后就可以把蓋子蓋起來啦！蓋起來之后機器就會自動將真空管內(nèi)部抽成真空，這樣不僅能讓真空管內(nèi)部達到符合電子傳遞的真空狀態(tài)，也能利用壓力讓真空管變得更加堅固。 注：真空管看似玻璃很薄、好像輕輕一捏就會碎掉，但其實因為內(nèi)部是真空的緣故，因此真空管其實是很難用手捏碎的超堅固產(chǎn)品！套句某知名音響電材行老板的話就是：你能用手捏碎送你一百顆。
抽完真空之后師傅直接用火焰噴槍把底端的小管子（就是跟抽真空機連接的那根）捏扁，這樣就能讓真空管內(nèi)部維持真空狀態(tài)啦！不過為了讓真空管內(nèi)部能達到真正的無氧真空，會再利用上圖的感應線圈通電加熱真空管內(nèi)部的易氧化金屬（例如鋁鎂等等），讓這些金屬受熱氧化把內(nèi)部的氧氣除掉，不僅能大幅提升真空管的性能，同時也能避免真空管因為內(nèi)部微量的氧氣而在使用過程中氧化、壽命縮短。 注：這過程就好像在蜜蜂玻璃瓶內(nèi)燒東西把氧氣通通變成二氧化碳一樣，是很實用的去除氧氣作法，在制作霓虹燈時也有類似的制作步驟。
再把氧氣燒完之后，還要再針對前面提過的「除氣劑」做處理。這里同樣是利用感應線圈加熱的方式把剛剛放進真空管的兩個小金屬圈加熱蒸發(fā)，在完成加熱后這個小圈圈就會消失并變成真空管管壁上的銀色鍍層。這個鍍層在真空管破裂、或是金屬接腳氧化造成空氣進入真空管時會與空氣起化學變化而變成白色（俗稱白頭），讓使用者知道「這支真空管壞掉該換掉了」，除了可以用來去除真空管內(nèi)部多余的氣體之外，同時也有真空管壽命的提示作用。就像鋰電池壞掉會自己變胖一樣，這層銀色鍍層也會用變成白色來讓你知道「他壞掉了?！?/p>
完成上述的步驟之后，最后再把真空管的底座與接腳裝上去就完成啦！有些真空管并不會特別安裝上圖的這種接腳，而是直接保留細細長長的金屬細接腳，例如很夯的真空管數(shù)字時鐘就大多采用沒有安裝硬式接腳的數(shù)字真空管。 |
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來自： 科學李子 > 《Hifi 音響技術》
