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真空二极管
工业基石最早的电子整流器件
电子整流通信
进阶级：需要一定工程知识和组织能力，成功后可奠定产业基础。
适用时代
近代
难度
困难
风险等级
高
制作周期
数周
前置条件
玻璃管、阴极、阳极、真空泵、电源
原理
热阴极被加热后电子获得足够能量逸出（热电子发射）。阳极相对阴极加正电压时，电子向阳极运动形成电流；阳极加负电压时电子被排斥，电流截止。真空环境保证电子自由运动且不被气体分子散射或电离。
原料与配比
| 原料 | 用量 | 说明 |
|---|---|---|
| 玻璃管 | 1 个 | 泡壳 |
| 钨丝/涂氧化物灯丝 | 1 根 | 阴极 |
| 镍/钼板 | 1 个 | 阳极 |
| 镍丝/杜美丝 | 若干 | 引线和支架 |
| 真空泵 | 1 台 | 抽真空 |
工具
- 玻璃吹制工具
- 点焊机
- 真空泵
- 万用表
- 直流电源
操作步骤
- 制阴极：钨丝绕成螺旋或涂覆氧化钡、氧化锶的镍基金属筒，作为热电子发射源。
- 制阳极：金属板加工成圆筒或平板，包围阴极。
- 组装电极支架：用镍丝或钼丝固定阴极和阳极，保持绝缘和同轴。
- 玻璃封接：将引线通过玻璃珠熔封于玻璃管底部，电极悬空于管内。
- 抽真空：连接真空泵抽至高真空，必要时加热除气。
- 封离：熔封抽气管。
- 测试：加热灯丝，阳极加正电压测电流；加反向电压测漏电流。
注意事项
- 真空度必须足够高，否则电离击穿。
- 阴极加热电压要准确，过高烧断，过低发射不足。
- 阳极高压注意绝缘和触电。
- 玻璃泡温度高，防止烫伤和骤冷炸裂。
常见问题与解决方法
| 问题 | 原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 无整流作用 | 真空差或阴极损坏 | 检查真空，换阴极 |
| 反向漏电大 | 管内残留气体 | 重新抽真空 |
| 阴极寿命短 | 温度过高或中毒 | 降灯丝电压，保持真空 |
| 玻璃漏气 | 封接不良 | 改进封接工艺 |
升级方向
- 三极管：加栅极放大信号。
- 整流管：大功率。
- X 射线管：高电压电子束。
参考来源
- 电子学
- 真空技术
- 电子管史