第一代电子管“王朝” 从爱迪生效应到真空二极管

1893 年，历史上最负盛名的大发明家爱迪生在改进他著名的发明——白炽灯泡过程中，发现了一个奇怪的现象，那就是当他将一根铜丝封接到灯泡玻璃壳上时，在通电加热的灯丝与铜丝之间竟然出现了微弱的电流。进一步的实验发现，当灯丝不通电加热或者灯丝温度不很高时，在铜丝上就没有电流通过。电流是从什么地方冒出来的呢？难道它能飞越空间而传输吗？为什么加热灯丝是电流出现的必要条件呢？当然现在我们都知道其中的缘由了， 但在当时，即使是爱迪生也无法解释这一现象。可这丝毫不影响这位发明家的专利簿上又增加了一个纪录。这个现象以后也就被称为“爱迪生效应”， 当时谁也不会想到正是这份专利孕育了第一代电子器件——电子管，由此揭开了人类科技史上新的一幕。

第二年，远隔重洋的英国科学家佛莱明注意到了这个现象。佛莱明早年上过伦敦大学和剑桥大学，但都没毕业。他是电磁理论创始人麦克斯韦的学生，并为他的理论深深吸引。麦克斯韦的课上得并不太好，而且他的理论很少能被人理解，以致有一次他的课堂上只坐着两个学生，其中一个就是佛莱明。佛莱明在爱迪生的电灯公司作过一阵子技术顾问，他在仔细分析“爱迪生效应”后认为一定有一种带电的粒子通过了真空灯泡内的空间，他确信灯泡内的电流是从加负电压的灯丝流向接正电压的铜丝的带电粒子构成。科学的发展后来证实了佛莱明的预见。

1895 年，马可尼发明了无线电报，第二年，他成立了自己的无线电报公司。佛莱明受聘成为该公司的顾问，并负责电报接收机中的关键部件——检波器的改进工作。老式的检波器被称为“粉末检波器”，性能很不稳定，粉末检波器在一个真空玻璃管内装有许多粉末状铁颗粒；用时还必须用一个小锤不断敲击铁粒，使其保持粉状而不致凝结在一起。这种装置灵敏度很低， 大大影响了无线电通信的效率。

佛莱明接手这项工作后，由于特殊的工作经历使他设想是否可以利用“爱迪生效应”来对无线电波进行检波。佛莱明首先想到，作为阳极的铜丝连接到电源的正极时，当然会吸引从炽热灯丝飞出的电子，由此产生电流。相反， 若铜丝电压低于灯丝连接的电压，那么从灯丝发射出的电子由于受到带负电压的排斥而仍返回灯丝，或者悬浮在铜丝与灯丝之间靠近灯丝的空间，这样就不再有电流流经铜丝。所以，如果加在灯丝与铜丝之间的是交变电压，那么只有在铜丝的电压更高时才有电流流经管子，也就是变成了单方向的直流电流了，这就是大家都知道的检波作用了。

佛莱明接着又改进了原有的装置，为了提高效率，他用一块大面积的金属板代替铜丝，这样电流显著增大了，更适用于实际。1904 年，佛莱明把上述发明作成检波器，获得了巨大成功。人们把加负电压的灯丝称为阴极，而金属板叫作阳极，因此佛莱明的发明就称为“真空二极管”。

真空二极管是人类历史上第一只电子器件，它的意义是难以估量的。真空二极管除了用于检波外，还大量充当其它用途，其中包括变交流为直流的整流作用。更重要的是，因为有了佛莱明的这项发明，才会有后来者在这个基础上发明的一种崭新的器件。这种新器件在几十年内一直是所有电子设备

的“心脏”，为电子技术的发展作出了难以估量的贡献，这种新器件的名称是真空三极管，而那位有幸的后继者是来自新大陆的德·福雷斯特。