真空管的工作原理

現在，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，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，并且加入適當的偏壓，并且在屏極串上一個電阻，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（事實上，電晶體的放大組態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，就可以創造出千變萬化的電子產品。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報告完畢，還缺少了什么？請觀察一下真空管的管壁內部，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，表示真空管已經漏氣不行了，所以若打破真空管時，這一層蒸鍍物質也會變成白色。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邁入老年了。

使用300B真空管的用家一定有一個經驗，將擴大機電源打開，室內燈光熄滅，此時300B的燈絲會發出昏黃的光線，同時在真空管的頂端，有時候會出現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發亮。第一次見到藍光的人不免對它

產生好奇，有人說它無所謂，也有人說它是不正常的現象，基本上藍光的產生基于幾個因素。1.內部有低壓氣體。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流竄的結果。藍光看起來美麗，卻有可能產生輻射，不過筆者并不確定是否對人體有傷害。藍光的出現也與真空管廠牌有極大的關系，大陸管以及蘇聯管Sovtek出現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。