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《电子技术史话》
电子三极管——第三次科学技术革命的导火索
佳语奇文   
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爱迪生在发明电灯后,苦于寻找一种碳纤维灯丝的替代材料,因为这种灯丝的寿命太短。1883年,爱迪生突发奇想,在灯丝中封入一个铜丝,也许能阻止碳纤维灯丝的蒸发。然而试验下来,灯丝蒸发如故,爱迪生却发现了一个奇怪的现象——并不连接的碳丝和灯丝,在碳丝加热发光后,竟然有微弱的电流流过。爱迪生觉得这是一个不可思议的现象,于是他对此声明了专利,并命名为“爱迪生效应”,然而爱迪生并没有发觉他的发现有什么应用价值,申请专利后就不再研究了。

在大洋彼岸,另一位青年工程师约翰·弗莱明正在为马可尼公司设计无线电接收机,弗莱明曾经在爱迪生电光公司工作过,爱迪生曾经向他提起过“爱迪生效应”。在他为马可尼公司设计检波器时,想到可以利用“爱迪生效应”进行包络检波。于是他改进了装置,在真空玻璃管内封装入两个金属片,给阳极板加上高频交变电压后,出现了爱迪生效应,在交流电通过这个装置时被变成了直流电。弗莱明把这种装有两个电极的管子叫作真空二极管,它具有整流和检波两种作用,这是人类历史上第一只电子器件。后来弗莱明将此项发明用于无线电检波,并于1904年11月16日在英国取得专利。

让我们把目光回到美国,1902年,一位叫李·德弗雷斯特的发明家在纽约泰晤士街租了间破旧的小屋,创办了德福雷斯特无线电报公司,一心一意想要发明出更先进的无线电检波装置。同时,他也要以自己的发明,向美国公众展示无线电应用前景。就在研究进展不太顺利的时候,英国弗莱明发明真空二极管的消息传来,像闪电一般照亮了他前行的道路。德福雷斯特的心里一定是这样想的——卧槽!还有这种操作。于是他立刻买来实验材料,组装好电路,灯丝点亮后,果然出现了和弗莱明的发明一样的效果。

Lee de Forest

然而,并没有满足于这个有趣的试验。他沉思了一会,突然抓起一根导线,弯成“Z”型,小心翼翼地把它安装到灯丝与金属屏板之间的位置。这根导线,或许他想用来同时接收灯丝发射的电子,或许还想派上其他什么用途。殊不知他装上的这根小小的导线,竟会影响到20世纪电子技术的发展进程。德福雷斯特极其惊讶地发现,Z型导线装入真空管内之后,只要把一个微弱的变化电压加在它的身上,就能在金属屏板上接收到更大的变化电流,其变化的规律完全一致——德福雷斯特发现的正是电子管的“放大”作用。后来,他又把导线改用像栅栏形式的金属网,于是,他的电子管就有了三个“极”——丝极、屏极和栅级,其中那个栅极承担着控制放大电信号的任务。1907年,德福雷斯特向美国专利局申报了真空三极管(电子管)的发明专利。

Lee de Forest 发明的电子三极管

然而,由于合伙人的欺骗,德福雷斯特的公司曾两度倒闭。1912年,他甚至无辜受到美国纽约联邦法院的传讯,有人控告他的公司推销积压产品,进行商业诈骗。愚昧的法官判决说,德福雷斯特发明的电子管是一个“毫无价值的玻璃管”。也许是压力产生的动力,德福雷斯特顶着随时可能入狱的压力,来到加利福尼亚旧金山附近的帕洛阿托小镇,坚持不懈地改进真空三极管。在爱默生大街913号小木屋,德福雷斯特把若干个三极管连接起来,与电话机话筒、耳机相互连接,再把他那只“走时相当准确的英格索尔手表”放在话筒前方,手表的“滴哒”声几乎把耳朵震聋。世界是第一个音频放大器在这里诞生了。

在德福雷斯特的故居,至今依然矗立着一块小小的纪念牌,以市政府名义书写着一行文字:李·德福雷斯特在此发现了电子管的放大作用。

这里也成为了电子工业开始的地方,在这里诞生了许多改变世界的发明和公司,这个叫帕洛阿托的小镇也许很多中国人都不熟悉,但是他的另一个名字大家一定都听过,那就是——硅谷。

-完-
我要评论
理性边界 2018-01-25 20:54
大学的时候,电子学的最差,如果当时有这种深入浅出,加入很多故事的科普作为参考书就好了!
佳语奇文 2018-01-17 20:55
喜欢的同学,可以移步作者的个人网站和微信公众号,不定期继续更新中(*^__^*) 个人网站:www.jyqw.xyz 微信公众号:佳语奇文
科普作品
电子技术史话
| 目录  (共12章)
评委点评 评语汇总

图文并茂的一篇科普文章,把电子技术的前世今生都讲了一遍。如果不限制字数,我相信作者可以继续写到现在的量子计算机。作者在使用生活化的语言讲述电子元器件发展的过程中,也讲述了几位对电子学做出杰出贡献的科学家,内容丰富饱满,是一篇不错的科普文章。

2018-01-24 16:15 匿名 ——

作者将电子的技术发明、创新,科学的发现,新技术的应用,创业、产业的发展,代表性人物的关键性贡献等方面内容用十分生动的笔触很有条理地串在一起、融为一体,读来兴趣盎然,不忍释卷,本文是一篇难得的有趣有知有味的科普佳作。更难得的是作为90后的作者,还非常谦虚,可贺更可喜!建议:适当减少溯源性的插述,以使主线更清晰,让读者一口气读下去。插述多了,读者就会走神。也建议多修改,彻底消灭错别字。

2018-01-28 11:42 匿名 ——

很不错的一篇科学史,图文并茂,通俗易懂。

2018-02-05 21:04 匿名 ——

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