100多年之前的二极管
从事电子相关的人员都知道,普通二极管的大小也就和大米差不多,如果是集成在芯片内部的二极管,那更是小到肉眼看不到,一块指甲盖儿大小的芯片之内可以集成几十亿个二极管。
但是你知道100多年之前的二极管长什么样吗?
看看下图你就知道了!
乍一看上去想一个灯泡,但它的作用确确实实是一个二极管,它就是著名的弗莱明电子管。
现在的二极管是晶体管二极管,而早在100年之前的二极管确实电子管二极管。
在当时没有现在先进的工艺,人们在制造二极管的时候并不会过多的去考虑体积之类的,所以造出来比现在大很多,但是这已经是很伟大的发明了。
1904年11月16日,弗莱明发明了第一个真正的热离子二极管——弗莱明管,弗莱明之前是爱迪生工作室的雇员。这是在它离职之后发明的。
爱迪生效应
19世纪80年代初,作为改进白炽灯泡的努力的一部分,托马斯·爱迪生研究了灯泡内部长期使用后的变暗现象。他制作了一个灯泡,灯泡的金属板靠近灯丝,在操作过程中观察到电流从灯丝流向灯丝。他称之为“爱迪生效应”,并于1884年获得了该装置作为电气指示器一部分的专利。然而,他没有认识到它作为整流器的潜力。
弗莱明管
真正让认识到整流器作用的是弗莱明。
1899年,在英国马可尼公司工作的约翰·安布罗斯·弗莱明正在寻找一种更灵敏的无线接收探测器,为此他尝试了爱迪生效应灯泡,发现效果很好。
1904年11月16日,弗莱明发明了第一个真正的热离子二极管——弗莱明管,并为之申请了专利。
虽然他申请了专利,他声称自己是这个装置的发明者,但事实并非如此。
围绕这个装置爆发的诉讼大战持续了几十年。
直到1943年才最终解决。美国最高法院最终没有同意弗莱明的专利,并裁定他的专利无效,尽管那时专利早已过期。
此时已经距离弗莱明管发明已经40年了!
注:物理电磁学中使用的右手法则就是弗莱明的发现!
世界上第一支三极管
上面分享的是弗莱明发明二极管型电子管的事迹,接下来讲述另外一个有巨大影响力的管子-三极管。
世界上第一支三极管诞生于100多年之前。
1904年弗莱明发明了世界上第一个二极管。
1906年,李·德福雷斯特在弗莱明电子管的基础上加入了栅极元件,发明了三极管。
它是世界上第一个可以放大信号的纯电子元件,随着它的发明,无线电、电视、收音机、电报许多其它技术成为可能。
1908年2月18日,它的专利在美国获得批准,专利号是879,532。
双翼
最早的三极管只有一个栅板(单翼);后来形成了双翼,如下图所示。
在大多数灯泡中,都有两根灯丝,这样当第一根灯丝烧坏时,就可以使用第二根灯丝。在后来的一些用于放大器的灯泡中,这两种灯丝同时用于更大的输出。
钨丝
早期的三极管使用钽丝;后来人们使用钨。钽丝不稳定。它在使用时往往会变形,并经常短路到网格。从照片上可以清楚地看到这种变形。
技术转移
三极管这项技术虽然是李·德福雷斯特发明的,但他对三极管的工作原理知之甚少,更重要的是,对三极管的工作原理知之甚少,所以在发明之后的日子里即没有去改进,也没有尝试着去过多的应用。
而且这些三极管是粗制滥造的,没有两个是完全一样的。
它们昂贵、不稳定、难以使用,而且使用时间不长,但是在那个年代,没有比它们更好的三极管了。
真正让三极管发扬广大的是这项技术被授权给大公司(最著名的是西方电气公司),三极管才被开发成一个真正实用的装置。这时候三极管才可以被广泛应用在电子电路中。
被授权给西方电气公司与三极管的发明同样重要!
灯泡?
有的小伙伴可能会很好奇,为什么这些三极管看起来想一个灯泡?
因为三极管是在二极管的基础上改造而成的,而二极管是弗莱明在爱迪生发明的灯泡中获取的灵感,所以早期的电子管看起来都很像一个灯泡!
三极管的发明开创了电子时代,使无线电放大和长途电话成为可能。李·德富雷斯特因为发明三极管,被誉为是电子学之父。
1960年改进之后的三极管