“真空管”(Vacuum Tube），是指玻璃瓶內(nèi)部抽真空，以利于自由電子的流動，有效減少燈絲的氧化損耗。二極管、三極管、五極管字面上代表真空管內(nèi)部基本“極點”的數(shù)量。真空管有三個基本極，第一個是“陰極”(用K表示):陰極當然是負的，是電子流釋放的地方。它可以是金屬板或燈絲本身。當燈絲加熱金屬板時，電子將自由并分散在一個小的真空玻璃瓶中。第二極是“屏極”(用P表示)?；旧鲜钦婵展艿淖钔鈱咏饘侔?，眼睛看到的是真空管的最外層深灰或黑色金屬板，通常是板極。屏幕接正電壓，負責吸引陰極發(fā)射的電子(還記得嗎？利用異性相吸的原理)，作為電子自由旅行的終點。第三極是“柵極”(網(wǎng)格，用G表示)。從結(jié)構(gòu)上看，它像一圈細細的線圈，就像一個柵欄，固定在陰極和屏幕之間。電子流必須通過柵極到達屏幕，可以在柵極之間施加電壓來控制電子流。它的作用就像一個水龍頭，有循環(huán)和阻斷的作用。

當然，真空管光有三極，并不完美。所以后來的真空管光一直在不斷改進，有很多方法可以改進其結(jié)構(gòu)以匹配不同的放大方式(比如超線性連接等。).不過這一部分的內(nèi)容已經(jīng)偏離了本文，我就暫時不細說了。

發(fā)動機運轉(zhuǎn)必須有燃料，真空管動作功率是電能。在真空管電極中，最重要的是陰極，它負責釋放電子，作為一切行動的基礎。最早的真空管由于結(jié)構(gòu)和原理簡單，直接用燈絲做陰極。換句話說，當燈絲被點亮時，由于燈絲的溫度升高，電子從燈絲中釋放出來，通過柵極直奔屏幕。這種真空管被稱為“直熱真空管”。

細絲可以由不同的材料制成。由于燈絲直接作為直熱式三極管的陰極，燈絲的特性直接影響直熱式真空管的性能。基本上真空管的燈絲可以分為三種材料，第一種當然是耐高溫的鎢絲。高純度鎢絲拉成細絲，繞成最里層，形狀為真空管，通電后可發(fā)出溫度。然而，當鎢絲必須加熱到2000多度時，電子可能會發(fā)散。所以鎢絲制成的真空管燈絲點燃時，會發(fā)出燦爛的亮度，溫度高得嚇人。別驚訝，不是真空管要燒了，而是它本如此！然而，點燃鎢絲需要很大的能量。唯一的優(yōu)點是鎢絲非常耐用，廣泛應用于真空管大功率或長壽命。經(jīng)常聽人說“那個真空管那么亮，肯定掛了兩三次”。事實上，在某些情況下，真空管的壽命可以達到數(shù)萬小時。在家里可以當燈泡用，既耐用又有裝飾性，一舉兩得！

另一種燈絲是釷鎢合金的，只要把燈絲加熱到一千多度就可以工作，比較省電。氧化堿土絲是最常用的一種。它的做法是在燈絲外面包裹一層厚厚的氧化堿土，看起來接近白灰色。只需要加熱到700度左右(看起來是暗紅色)就能獲得足夠的電子，所以工作溫度最低，最省電。一般來說，只需要提供6.3V左右的DC就可以正常工作。

直熱式真空管有其先天優(yōu)勢，但有一個致命的缺點，就是陰極容易受燈絲溫度影響而改變特性。當燈絲電壓變化或燈絲通交流電時，陰極處于不穩(wěn)定狀態(tài)。因此，有人主張直熱式真空管應采用DC電源，也有人強調(diào)必須采用交流電源，以免損壞陰極。這種爭論在音頻領域一直是一個有爭議的話題。我無意在此引起話題。反正各方都堅持自己的理由。只要聽起來還行，煙斗耐用，好聽。

真空管-傍熱式真空管的穩(wěn)定性更高。

為了解決直熱式真空管的燈絲問題，真空管的設計者決定將燈絲與陰極分開，在燈絲旁邊放一圈金屬套管，這樣燈絲就可以直接加熱金屬板，電子就可以從金屬板中發(fā)射出來。這種加熱方式被稱為“傍熱式真空管”。

這樣，真空管似乎就穩(wěn)定多了。由于金屬套管的體積和蓄熱能力遠高于傳統(tǒng)燈絲，所以即使燈絲暫時溫度變化，甚至停止加熱幾秒鐘，金屬板的溫度變化也是有限的。這也是它在機器經(jīng)過一些擴展后，還能唱十幾秒的主要原因。由于陰極是獨立于燈絲的，陰極板必須由燈絲間接加熱，所以燈絲為了耐用再次用鎢絲制作，在鎢絲外層涂上一層白磁，一方面絕緣，一方面定型。由于間接加熱效果差，在陰極金屬板上會涂上釷、鋇或其他有利于電子發(fā)射的物質(zhì)。所以真空管的金屬板看起來總是灰黑色的，不像正常的金屬板，而且因為制作組裝都要靠手工，所以金屬板上總會留下很多細小的劃痕，家里買真空管也不用擔心一不小心。

直熱式真空管與傍熱式真空管的使用有什么區(qū)別？對于一般用戶來說，沒必要在意直熱式真空管和間接加熱式真空管的區(qū)別，但對于設計師來說，由于間接加熱，間接加熱式真空管的燈絲電流通常較大，陰極金屬板必須由間接加熱式結(jié)構(gòu)加熱，所以啟動后有一個緩慢的加熱期。如果是前級，一定要做好延時設計，避免啟動脈沖傷害后級。

按照發(fā)展進程，最早的真空管當然是直熱式設計，最早開發(fā)的是二極管。二極管的作用類似于電流二極管，具有整流和收音機內(nèi)部檢測的功能。經(jīng)過適當?shù)脑O計，二極管也可以成為一個穩(wěn)壓管，就像電流齊納二極管。因為真空管的作用原理非常簡單，第一個真空管制造成功后，很多科學家都加入了研發(fā)工作。1907年一位美國科學家成功制造出第一只三極管，從此開始了無線電時代，告別留聲機，進入擴大機時代。