电子元器件基础知识——电子管

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一、什么是电子管

       电子管是一种在气密性封闭容器（一般为玻璃管）中产生电流传导，以获得信号放大或振荡的电子器件。早期应用于电视机、收音机扩音机等电子产品中，近年来逐渐被晶体管和集成电啃所取代，但目前在一些高保真音响器材中，仍然使用电子管作为音频功率放大器件。

       电子管在电器中用字母“V”或“VE”表示，旧标准用字母“G”表示。

二、电子管的种类

  （一）按用途分类

       电子管按其用途的不同可分为电压放大管、功率大管、充气管、闸流管、引燃管、混频或变频管、整流管、振荡管、检波管、调谐指过管、稳压管等。

  （二）按电极数分类

       电子管按其电极数的不同可分为电压放大管、三极管、四极管、五极管、六极管、攻极管、八极管、九极管和复合管等。三极以上的电管又称为多极管或多栅管。

  （三）按外形分类

       电子管按其外形及外壳材料可分为瓶形玻璃管（ST管）、“橡实”管、筒形玻璃管（GT管）、大型玻璃管（G式管）、金属瓷管、小型管（也称花生管或指形管、MT管）、塔形管、超小型管（铅笔形管）等多种。

  （四）按内部结构分类

       电子管按其内部结构可分为单二极管、二极管、双二极三极管、双二极管极管、单三极管、功率五极管、束射四极管、束射五极管、双一极管、二极——五极复合管、又束射四极管、三极-五极复合管、三极-六极复合管、三极-七极复合管、束射功率各处室等多种类型。

  （五）按阴极的加热方式分类

       电子管按阴极的加热方式可分为直热式阴极电子管和旁热式阴极电子管。

  （六）按屏蔽方式分类

       电子管按屏蔽方式可分为锐截止屏蔽电子管和遥截止屏蔽电子管。

   （七）按冷却方式分类

       电子管按冷却方式可分为水冷式电子管、风冷式电子管和自然冷却式电子管。


三、电子管的选用经验介绍

1．按用途合理选择电子管的类型
       电子管的种类繁多，功能各异。选用时，应根据应用的电路的具体要求（例如，是电压放大管还是功率放大管）来选择合适的类型及型号。在功率放大器中，电压放大管可选用6N4、6N8P、6N11、12AX7、6922、6DJ8等型号；电压驱动管可选用12AU7、12AT7、6SN7、6DJ6、6CG7、6NP8、ECC82、6N6等型号；功率输出管可选用KT88、EL34、300B、6650C等型号。

2．根据电路要求选用电子管的主要参数
       电子管在使用时应严格遵照产品手册中规定的各极电压值（包括灯丝电压、屏极电压和帘栅极电压等）。选用哪种型号的电子管，还应根据应用电路的工作电压值、电流值等参数而定。所选电子管的各极电压值应与应用电路的工作电压值相同或相近，否则会缩短电子管的使用寿命。

3．主要参数应相同或相近
       电子管损坏后，若无同型号电子管更换，也可以使用主要参数相同或相近的其它型号电子管来代换。代换管的灯丝电压不能超过额定值的+5%，屏极电压和帘栅极电压不能超过额定值，耗散功率应相同，否则会缩短电子管的使用寿命。

4．管脚数量及管脚排列应相同
       电子管有四脚管、五脚管、小七脚管、八脚管（俗称“南京管”）、小九脚管（俗称“北京管”）。常用的四脚管有EG1~1.25/10、EG1~0.3/8.5等型号，五肢管有FU-7等型号，小七脚管有6A2、6K4、6J4、6J5等型号，八脚管有6P6P、6J8P等型号，小九脚管有6N1、6N2、6N3、6N11、6P1、6P14、6P15、6U1等型号。

四、电子管的引脚排列

       引脚数量相同的电子管，其内部结构、引脚排列及功能等往往不相同，这一点在代称时应注意。对于型号不清、外形相同的电子管，业余条件下可以通过观察其内部结构并用万用表电阻档配合测量等方法来识别

（一）二极电子管

       二极电子管分为整流二极管、阻尼二极管和充气二极管等，其内部由阴极K、屏极A和灯丝F等组成。

       二极电子管有直热式和间热式之分。直热式二极电子管的灯丝F与阴极K为一体，称为丝极。间热式二极电子管的灯丝F与阴极K之间是隔离的。

（二）三极电子管

       三极电子管由外壳、灯丝F、屏极（也称板极或阳极）A、栅极G、阴极k及管脚等组成。其中，灯丝用来加热阴极。阴极k（类似于半导体三极管的发射极和场效应管的源极）在温度升高到一定值时开始发射电子。栅极G（也称控制栅极。类似于半导体三极管的基极和场效应管的栅极）用来控制阴极发射电子的数量，即控制阴极电流的大小。屏极A（类似于半导体三极管的集电极和场效应晶体管的漏极）用来收集阴极所发射的电子。

       三极电子管一般用于放大电路中，它按阴极的加热方式可分为直热式阴极三极电子管和间热式阴极三极电子管。

       常用的中、小功率三极电子管有6N1~6N4、6N6、6N8P、6N9P、6N11、6DJ8、12AX7、12AU7、12AT7、6C3~6C5等型号。常用的大功率三极电子管有211、845、WE300B、6N5P、6N13P等型号。

（三）四极电子管

       普通四极电子管较三极电子管增加了一个栅极，一般用于高频放大等电路。代表型号有6J3、6J5等。

（四）五极电子管

       五极电子管是在三极电子管的屏极A与栅极G之间加入两个网状的栅极。其中一个栅极为帘栅极，它接固定的正电压，用于对阴极发出的正电子进行加速，同时还对屏极起屏蔽作用。另一个栅极为抑制栅极，它与阴极同电位，用来抑制屏极产生的二次电子发射。五极电子管的放大系数较三极电子管要大。常用的五极电子管有6J1（T）~6J5（T）、6P14、6P15、EL12、EL35、WE-350B等型号。

（五）束射四极管

       束射四极管也称电子注管，它在三极管的基础上增加了一对集束电极。此电极与阴极（较三极管、五极管的阴极粗大而扁平）相连，其作用是迫使电子沿垂直于阴极扁平面的方向成束状射向屏极，屏极电流较大。常用的束射四极管有6P1、6P6、6V6、6P3P、6L6GC、FU-7、6CA7、EL34、KT66、KT88等型号。

（六）七极电子管

七极电子管较五极管增加了两个栅极，如图11-7所示。七极管早期应用于收音机中作高放管或变频管，现在已很少使用。

（七）复合电子管

       复合电子管除双三极管，还有二极-五极管、三极-五极管、三极-六极管、三极-七极管等多种结构类型。常见的二极-五极管有6B8等型号，三极-五极管有6F1~6F3、6AN8、6U8等型号，三极-七极管有6U1等型号。

五、电子管的主要参数有哪些?

       电子管的主要参数有灯丝电压、灯丝电流、屏极电流、屏极内阻、屏极电压、帘栅极电压、极间电容、放大系数、电导、输出功率等。

（一）灯丝电压

       灯丝电压VF是指电子管灯丝的额定工作电压。不同结构和规格的电子管，其灯丝电压也不相同。通常，电子二极管的灯丝电压为1.2V或2.4V（双二极管），三极以上电子管的灯丝电压为6.3V、12.6V（复合管），部分直热式电子管、低内阻管、束射管等的灯丝电压还有2.5V、5V、6V、7.5V、10V、26.5V等多种规格。

（二）灯丝电流

       灯丝电流IF是指电子管灯丝的工作电流。不同结构和规格的电子管，其灯丝电流也不同。例如，同样是束射四极管，FU-7的灯丝电流为0.9mA，而FU-13的灯丝电流却为5A。

（三）屏极内阻rP

       屏极内阻是指在栅极电压VC不变时，屏极电压VA的变化量与其对应的屏极电流IA变化量的比值。

（四）放大系数μ

       放大系数是指在电子管阴极k的表面上，电栅极电压VG和屏极电压VA所形成的两个电场的有效值之比，或指在屏极电流Ia不变时，栅极电压VG的变化与其对应的屏极电压Va的变化的比值。放大系数用来反映电子管的放大能力。通常将放大系数值大于40的三极电子管称为高放大系数管，将放大系数低于40、高于104 三极电子管称为中放大系数管，将放大系数低于10的三极管称为低放大系数管。

（五）电导S

      电导是指屏极电压VA为定值时，栅极电压VG的变化量与因VG变化引起屏极电流Ia变化化的比值。电导用来瓜电子管的栅极电压对屏极电流的控制能力。

（六）极间电容

       极间电容是指电子管各电极之间的分布电容

六、电子管的检测经验

（一）外观检查

1．观察电子管顶部的颜色  正常的电子管，其顶部的颜色是银色或黑色。若顶部已变成乳白色或浅黑色，则说明该电子管已漏气或老化。

2．观察管内是否有杂物  轻轻摇动或用手指轻弹电子管玻壳，再上下颠倒几下仔细观察内是否有碎片、白色氧化物、碎云母片等杂物。若电子管内有杂物，则说明该管经过居中烈振动，其内部极间短路的可能性较大。

（二）用万用表检测

1．测量灯丝电压  用万用表R×1档，测量电子管的两个灯丝引脚的电阻值，正常值只有几欧姆。若测得阻值为无穷大，则说明该电子管的灯丝已断。

2．检测电子管是否衰老  通过用万用表测量电子管阴极的发射能力，即可判断出电子管是否衰老。检测时，可单独为电子管的灯丝提供工作电压（其余各极电压均不加），预热2min左右，用万用表R×100档，红表笔接电子管极阴，黑表笔接栅极（表内1.5V电池相当于给电子管加上正偏栅压），测量栅、阴极之间的电阻值。正常的电子管，栅、阴极之间的电阻值应小于3kΩ。若测得电子管栅、阴极之间的阻值大于3 kΩ，则说明该电子管已衰老。该电阻值越大，电子管的衰老程度越严重。

忙忙草

这位老兄，一定是位老科普工作者吧，还在怀念50年代60年代的生活吗？当今都进入了超大规模集成电路的年代了，还讲电子管呀，你不嫌累啊！有谁还用电子管啊，大概只有极少数的发烧者才用它作所谓的功放，也是烧糊涂了。就算是怀念，不妨写一点回忆录之类的东西啊！

zhjzh72_2004

电子管，，没用过，，，，，

caixionglue

学习，再学习，清早起来就学习

chenxiangting

电子管 虽然现在不用了  但学习它原理也不错

xiaomao_china

电子管比晶体管的稳定性能要好 是不是？ 好想学习 电子管做的功放机 呵呵

sun_gc

支持沙发的，有点老了

lopopo

感觉青菜萝卜，各有所爱，这是没办法的，
估计那些嫌电子管过时的因该是不烧音响的主，
建基出过一款电子管主板，可惜用的地不对，也没多少人鸟，
但是我觉得烧过音响就不会嫌弃电子管老掉牙了，呵呵

philips_lu

忙忙草 发表于 2008-10-17 09:37
这位老兄，一定是位老科普工作者吧，还在怀念50年代60年代的生活吗？当今都进入了超大规模集成电路的年代了 ...

这是一种错误的观点，电子管虽老，但美让人感觉很舒服

maychang

philips_lu 发表于 2017-6-28 07:33
这是一种错误的观点，电子管虽老，但美让人感觉很舒服

“这是一种错误的观点，电子管虽老，但美让人感觉很舒服”
“美丑”和“正误”绝对不可相提并论，完全是两个范畴。

PowerAnts

电子管在某些特定的场合具有不可替代性, 如卫星, 大功率微波源, 甚至是橱房用的微波炉

bigbat

电子管的一致性较好，所以在发烧级的音频设备中较常见，还有象电视发射塔，雷达中也有使用。

maychang

bigbat 发表于 2017-7-3 23:57
电子管的一致性较好，所以在发烧级的音频设备中较常见，还有象电视发射塔，雷达中也有使用。

“电子管的一致性较好，所以在发烧级的音频设备中较常见”
真空管的一致性并不大好，因为真空管都是手工装配。只要是手工，一致性必定不会太好。
一致性好的，是同一硅片上同时制作出来的各晶体管，无论是BJT还是FET，因为各管制作条件完全相同。

bigbat

电子管在推挽式放大电路中，两个管子的参数要求一直，主要通过一定的选配就可以达到一致性。三极管才是你说的手工制造的，主要是在一个高洁净度度的玻璃罩中用一根头部沾有高纯“渗料”的金属丝去“焊接”半导体材料，真正的手工作业！以前有朋友在电子厂工作过，所以了解。现在工艺就不知道啦。

bigbat

小时候把三极管打开看过。外面的金属壳罩着的一坨“牛屎片”，上面就是三根金属丝。注：大概是上世纪90‘s年代的样子。现在估计金属壳的三极管估计是买不到了吧。

gmchen

bigbat 发表于 2017-7-4 18:59
小时候把三极管打开看过。外面的金属壳罩着的一坨“牛屎片”，上面就是三根金属丝。注：大概是上世纪90‘s ...

这位老兄，你说的三极管以及手工制作的工艺（合金法工艺），是啥年代的事情了！？那可是近半个世纪前的事情啦！现在早就没有那个工艺啦！

maychang

bigbat 发表于 2017-7-4 18:51
电子管在推挽式放大电路中，两个管子的参数要求一直，主要通过一定的选配就可以达到一致性。三极管才是你说 ...

“三极管才是你说的手工制造的，主要是在一个高洁净度度的玻璃罩中用一根头部沾有高纯“渗料”的金属丝去“焊接”半导体材料，真正的手工作业！”
你所说是合金型管，如今已经很难找到了。“用一根……金属丝”确实是焊接，那已是封装前的最后一步，PN结以及基区厚度已经完全确定，也就是说，管子的各项参数已经完全确定。焊接引线并不会再改变管子的参数。

gmchen

电子管，还是在年轻的时候玩过。那时的晶体管就是14楼描述的合金法工艺做的，参数的离散型确实比电子管高许多，所以那时候的感觉是：装一个电子管收音机要比晶体管收音机容易许多。但随着晶体管工艺的不断改善，尤其是集成电路的出现，现在除了一些特定的场合以及发烧友外，谁还愿意去弄电子管啊！

maychang

bigbat 发表于 2017-7-4 18:59
小时候把三极管打开看过。外面的金属壳罩着的一坨“牛屎片”，上面就是三根金属丝。注：大概是上世纪90‘s ...

“小时候把三极管打开看过。”
真空管打开看过么？包括玻壳管、金属管？

bigbat

电子管是玻璃的，需要打开来看吗？电子管又名真空管，漏气了就报废了。电子管要是变黑了一定是漏气了。我有一只电子管，现在不知道放哪里了，找到了发张图。电子管除了顶上涂了金属钠的部分是不透光的，其它部分可以看见内部结构。点亮后可以看见灯丝发出的暗红色光。我说的是我的那支。见过内壁用黑色的东西包起来的，内部的细节看不到。可能是金属涂的，只是猜想。集成电路主要是运放这种可以控制放大倍数的电路出现才大大提高了晶体电路的性能。但是在大功率的音响中晶体管分立原件电路还是主要电路。集成电路前级放大还可以，功率放大还是晶体管管用。