由于广播电力的不断增大,电视距离的逐渐扩展,高频电流在各种工业生产上的应用日渐广泛,近代的、效力极大的电子管引起了工程技术人员的极端重视。大型电子管,像小型电子管一样,也是人们经常有用的勤务员,本文特介绍它们的一般知识和设计概念。
从结构原理来看,大型和小型电子管是很不同的。对强力电子管的基本要求,决定了它们的结构形式。收信电子管是将电磁波产生的高频电流,变为音波;发信电子管相反地是将相当于音波的电流变为高频电流来产生电磁波。收信电子管的电力比起高到数万瓦的发信电子管的电力,几乎是微不足道。电子管的基本原理虽然相同,但经济的意义却大有区别。收信电子管一般放大电压,到最后一级的电子管方输出电力;而发信电子管和工业用的强力电子管一点也离不开大的电力。
因此,由小型电子管制造上所得的经验,不能直接用到大型电子管的制造技术,不完全等于把尺寸放大了一样。所以要具备这方面的专门人才使得产品既经济又实用。而且这方面的技术发展,是日新月异的。
捷克斯洛伐克Tesla厂的强力电子管技术部门,已经成立了多年了。做的工作不算少,因为要使得电子管运用到短波方面而工作十分稳定,是需要下力来解决的。Tesla厂的出品虽然比较晚,但性能上是不亚于其它国家的产品的。今后将和先进的其他国家的电子管工业,并驾齐驱。
新型Tesla强力电子管,分三极管和四极管。三极管构造比较简单,也不需要十分精细。三极管屏极消耗,高到75千瓦(150千瓦的本文不来讨论)。四极管,目前由于制造上的技术问题,还没有达到同样高的电力,但它们所需的推动电力低,使用上时常是更方便。这两类电子管各有不同的管号,它们按屏极消耗电力不同,三极管计有2,5,20和75千瓦四种;四极管计有125,400,和1000瓦三种。
三极管中最小的一种是RD2XF,图1和图5是专供调频和电视广播机用的。灯丝是回旋状的,电极引线都相当短。从经验上证明,强力管能够很经济的运用到的波长,约为电子管实长的16倍。送样,粗略的算法,就知道RD2XF能够工作到2公尺(即150兆周),屏极输出电力用不着减低。
这电子管装在垂直的散热器上,另用风冷,保持屏极有适当低温。最大屏极电压为5万伏,在110兆周以下,用不着减低。制造上,例如阴极和栅极穿过的电子管底部,是用了最近的技术成就,用硬玻璃压制成的。那些坚实的电极柱的外套,是由铁、钴、镍合金制成,参有少许的镁、矽,叫做“加瓦”(Kovar)合金,和玻璃的澎涨系数完全相同。用银将电极柱和它们的外套接起来,就用外套将玻璃封实。底部共有四个极柱,两个是栅极,两个是丝极。它们的中间是最后封起来的抽气嘴。玻璃罩另一端和屏极的加瓦外套熔接,这屏极外套其实就是整个管罩的一部分。
RD2XF的屏极,用的是一块铜版(OFHC)。它伸入到保护封闭层的圆筒内,以免封闭处受屏极热量的破坏。灯丝极柱上也有镍线板围护,免得极柱罩和玻璃的封闭处遭到破坏。
栅极的制造比较普通,螺旋状的栅极是钼制的,挂在四个绝缘柱子上,柱子两端有镍板,用铜螺丝母把柱子在板上装牢。
选择这管子的放大系数,跨导和其他特性时,特别注意了它可以用作振荡管,高频或音频放大管。尺寸的选择并注意到它可以代替其他厂家的类似电子管。


同类的5千瓦RD5XF管(图2)和(图6),构造上的不同点在于放射电流较大,阴极不便再做成螺旋状,用的是围着一个中间支持柱的六根导体。热量辐射器又做得更大,散热更容易。因全部重达14公斤,又装了手柄以便携取。

BD5XF如不用辐射器而用水冷,就叫做RD5YF(图7),电气特性完全相同。这两种电子管能用到40兆周,屏压高到 8.5千伏。用到 100兆周时,屏压度比例减小为5.5千瓦。可以充振荡、放大和调制管,尺寸上代替其他厂的类似管也很便利。

同类的另一三极管为RD20XF(图3),和水冷管RD20YF。阴极用了8根并联的导体,栅极的支柱也较多。辐射器效率很高,比起其他厂家的出品较小和较轻。这两种电子管都能用到25兆周,屏压高到12千伏。频率稍低,可以加到15千伏。
这一类最大的水冷电子管是RD75YA,仍在试验过程中。它是25兆周的输出管。阴极用了18根导体,用6根引线接到6个桩头上。灯丝系用3—6相交流电源加热,减少电源噪音。也可以只用部分的灯丝使放射电流减小,用在音频放大或调制级,这样寿命大为延长。
这些三极强放管的灯丝都是直热的钨丝。每7毫安的灯丝放射电流需要1瓦的电力。但钨丝的强韧度高,震动或过负荷不致像其他较小电子 管的灯丝一样,容易损坏。
第二类的所有电子管,都用的是含钍钨丝。它放射电子的效率10倍于钨丝,但只适用于较小电子管中。也比较钨丝容易损坏。
送一类计有三种程式的电子管,可供极短波段使用。阴极都是螺旋状的,屏极都是钼制的,表面涂有一层锆,充吸气剂。
阴极的温度是比较低的,阴极物质的气化不易产生。纯钨丝的电子管,因管内的钨,本身就是良好的吸气剂,管内因其他极溢出气体而减低真空度的可能性是很少的,但含钍钨丝的电子管内则有可能。因此需要这种屏极上的锆来做吸气剂。
这一类的三种电子管,细微处虽有所不同,但都有很短的电极和引线。因此,最小的一种可以用到220兆周,最大的也能可靠的用到150兆周,也就是波长短到2公尺的程度。


除尺寸不同外,RE125A和 RE400F(图8)两管设计上基本相同。因为热量消耗小,RE125A管的屏极是光面的圆柱形;RE400F的屏极是用12根垂直隔板悬挂着,适当的增加了辐射能力。同样RE1000F(图4)的屏极也用的是这种装置。因高频电流大,引线粗,外加“加瓦”罩,和三极管相似。
这类RE四极管在额定形状下运用,工作性能是极好的。含钍钨阴极的温度是经常保持着的。作为阴极垫底物质的阴极含着2%的氧化钍。在制造过程中,和抽气同时阴极经过热处理,使气化钍变为纯钍。灯丝上也在含碳水化合物的不活泼的气体内涂上了一层碳化物。阴极加热后,钍就扩散到表面来形成约一原子厚度的薄膜,它有比纯钨高得多的放射效能。同时,阴极也变得比较发脆。正常运用时,这一层钍膜不断蒸发出去而由垫底的灯丝物质里又不断通过碳化面得到补充。这种相反作用的平衡只能在一定温度下得到。温度过高使钍含量很快的耗损,影响电子管寿命;温度过低,由灯丝内部补充到阴极表面的钍会不够,因此阴极将失去它的放射效能。
这三种电子管都是束射四极管,它们的第一二两栅极线条是相对的放置着。这样帘栅电流很小,充音频放大管很有利。用作高频放大时,每级的很大增益可以充分利用。所需推动电力是很小的,即使到最高可用频率,中和也没有困难。各极引线的导体做得相当坚实,不怕通过很大的高频电流。
这些特点,使得TesLa厂的四极管很理想的被用在电视和调频发信机中。
以上这些强力管是捷克斯洛伐克在电子管工业中,目前已经达到了高级水准的证明。它是自己独立发展起来的,但满足实际使用上的需要,不亚于世界上任何国家的产品。((捷克斯洛伐克)布·克林)(本刊特稿)

