Первые электронные лампы

Через четырнадцать лет, в 1897 году, открытие электрона навело англичанина Джона Эмброуза Флеминга (1849-1945), который работал консультантом в фирме Эдисона в Лондоне Edison Electric Light Co., на мысль о том, что полузабытое явление, которое наблюдал Эдисон, объяснялось тем, что раскаленная нить лампы испускала электроны, которые притягивались к положительно заряженному электроду. Когда электрод заряжен отрицательно, электроны отталкиваются от него.

В 1904 году Флеминг сконструировал лампу, в которой металлическая сетка, заряженная положительно, окружала нить накаливания. Лампа пропускала только положительную полуволну переменного тока и была первым в мире электронным выпрямителем, или диодом.

Многочисленные опыты с диодами привели к новым открытиям. В 1906 году Ли де Форест (1873-1961) открыл, что потоком электронов можно управлять при помощи третьего электрода (сетки), подавая на него положительный, или отрицательный потенциал, т. е. изобрел трехэлектродную лампу-триод. 25 октября 1906 года Ли де Форест подал заявку на выдачу патента на трехэлектродную вакуумную лампу.

Родился Ли де Форест в семье священника в штате Айова, США, обучался в Мельском университете. Работал в области телефонии, затем занялся изобретениями в области "беспроволочного телеграфа" – радио. Пытаясь улучшить прием радиоволн, он непрестанно совершенствовал различные виды детекторов, бывших тогда в употреблении. Устройство триода, которое де Форест в конце концов создал, и было результатом последовательного поиска, продолжавшегося с 1900 года. Свое изобретение он назвал "аудионом" и в течение последующих лет аудионные усилители в телефонной и радиосвязи вытеснили прежние устройства. Де Форест прожил долгую жизнь, не зная "недостатка" в патентах – он их получил несколько сотен. Многие из изобретений имели коммерческий успех, но ни одно не приблизилось по важности к чудесному триоду.

После создания вакуумного диода и триода электронные, лампы стали широко применяться в генераторах и передатчиках, усилителях и выпрямителях. радиоприемниках и, наконец, в электронных вычислительных машинах. Появились стабилитроны, газотроны, клистроны, магнетроны, амплитроны и многие другие лампы, сложные не только по названию, но и по конструкции. И это закономерно, так как жизнь требовала новых электронных устройств, состоящих из большого числа элементов и решающих самые разнообразные задачи. Усилители на электронных лампах опускались на дно океанов вместе с трансатлантическими телефонными кабелями и взлетали в небо с самолетными радиостанциями.

В 1927 году американская фирма Веll Telephone продемонстрировала первую промышленную телевизионную установку, собранную на электронных лампах. Казалось, что электронные лампы на многие годы обеспечат прогресс только что зародившейся, но уже необходимой людям десятков специальностей науки радиоэлектроники.

Тем не менее вакуумным лампам были присущи серьезные недостатки: они занимали много места, потребляли огромное количество энергии, выделяли много тепла и быстро выгорали. Например, в одной из первых американских электронных вычислительных машин было 18 000 ламп. Они выделяли столько тепла, что, несмотря на множество вентиляторов, установленных в машинном зале, температура в нем Поднималась до 50° С. В самой простейшей отечественной машине "Урал" насчитывалось около 1000 ламп (меньше, чем элементов в современных электронных часах), каждая из которых выходила из строя примерно через 50 часов. В больших машинах типа БЭСМ насчитывалось уже 5-6 тысяч ламп и предполагалось их число довести до 10 тысяч, а это означало бы сокращение времени безотказной работы ЭВМ до 5 часов. При этом потребовалось бы время и, для того, чтобы найти перегоревшею лампу среди 10 тысяч ей подобных. К тому же лампы наделили первые компьютеры "болезнью", которую вполне можно было назвать технологической медлительностью. Кроме того, лампа оказывалась не в состоянии справиться с усложняющимися задачами. Устройствам на электронных лампах нужны минуты для того, чтобы прогреться и прийти в рабочее состояние. Между тем, эти минуты могут решить судьбу самолета, с которым нельзя установить связь, или военного корабля, у которого не работает радиолокатор или автомат управления стрельбой.

Необходимость создания нового элемента с принципиально неограниченным сроком службы, не требующим прогрева, не боящимся механических воздействий, экономичного, легкого, дешевого ощущалась все острее.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: