نام شي
لامپهاي خلا
شماره مدل
تاريخ ساخت
1950
محل ساخت
انگليس
اقليم فرهنگي
-
ابعاد
شناسه اثر
دستهبندي
لامپ
اهداكننده
بخش مهمي از تاريخ الكترونيك كه مطالعه آن امروزه در الكترونيك نوين اغلب ناديده گرفته ميشود لامپهاي خلا[1] ميباشد. چرا كه اين المانهاي الكترونيكي امروزه با وجود نيمههاديها و تجهيزات حالت جامد بسيار كمكاربرد شدهاند.
در واقع تاريخ گذار از مدارهاي الكتريك به الكترونيك با پيدايش لامپهاي خلا آغاز شد؛ چراكه بهوسيله لامپها حوزه جديدي از عملكردهاي مداري ايجاد شد بدين معنا كه شارش الكترونها توسط سيگنال الكتريكي ديگر قابل كنترل بود. المان نيمههاديي كه از لحاظ عملكرد مداري همتاي لامپهاي خلا است ترانزيستور است كه بهنحوي مشابه شارش الكترونها را با سيگنالهاي جريان يا ولتاژ كنترل ميكند. در حقيقت لامپها المانهاي مداري هستند كه جرياني بزرگ را بوسيله سيگنالي كوچك كنترل ميكنند. اين مفهوم اساس و سنگبناي واژه الكترونيك است و وجه تمايز آن با واژه الكتريك -كه شارش بار را با قوانين اهم توجيه ميكند- را مشخص ميكند. بههر روي اگرچه امروزه كاربرد اين المان الكترونيكي جز در مواردي اندك منسوخ گشته با اين حال همچنان براي مطالعه پرارزشند؛ دستكم از اين وجه كه سير تكاملي رهيافتهاي بشري را در حوزه مهندسي برق باز مينمايد.
تاريخچه
توماس اديسون نوآور نامور و پرزاي آمريكايي كه بيشتر به خاطر عرضه لامپهاي رشتهاي شهره است در 1879 مبتني بركارهاي سرهمفري ديوي توانست لامپهاي رشتهاي را جهت تامين روشنايي عرضه كند. در واقع همفري ديوي مباني پايه جهت توليد روشنايي(نور سفيد) را با عبور جريان از يك رشتهي فلزي(فيلامنت) تشريح كرده بود. با اين حال اديسون با قرار دادن يك رشته فلزي در يك حباب كه هواي درون آن تخليه شده بود روشنايي و توليد نوري پايدار را ايجاد كرد بدون آنكه فلز ساطعكننده نور بسوزد و يا اكسيد گردد. در حين انجام آزمايش، اديسون يك تكه فلز را سواي از فيلامت در بالاي حباب لامپ قرار داد و مابين اين تكه و يك سر فيلامنت آمپرمتري حساس قرار داد او دريافت كه هر زمان كه فيلامنت داغ ميشود آمپرمتر عبور جريان را نشان ميدهد. جرياني كه اديسون در آزمايشهاي خود با آن مواجه شد؛ پديده گسيل گرمايشي[2] نام دارد. مطابق اين فرايند اگر به يك تكه فلز گرما داده شود بخش از گرما صرف غلبه بر تابع كار[3] آن ماده ميشود.(شكل 1).
اديسون سپس باتري ولتاژ بالايي را در مدار گالوانومتر قرار داد به اين اميد كه جريان كم فلز بالاي فيلامنت تقويت شود. او مشاهده كرد كه جريان مورد نظر به مقدار قابل توجهي تقويت شد. آنچه اديسون به آن پي برده بود در واقع يك ديود بود گرچه او كاركردي عملي را براي آن نيافت.
شكل 1: فرايند گسيل گرمايشي
در سال 1907نوآور ديگري به نام لي دي فورست[4] تحقيقات خود را حول رهيافت اديسون پيگرفت. او رويكرد خود را به بهرهگيري عملي از رهيافت اديسون معطوف كرد. دي فورست با قرار دادن يك شبكه[5] فلزي ميان فيلامنت تابان و نوار فلزي توانست جريان عبوري از فيلامنت به نوار را كنترل كند(شكل 2). اعمال ولتاژ منفي به شبكه نسبت به صفحه، قطع جريان و اعمال ولتاژ مثبت افزايش جريان را موجب است. اهميت نوآوري فوريست اين بود كه با تغييرات كوچك جريان و يا ولتاژ در شبكه تغييرات جرياني بسيار بزرگتري در صفحه بوجود ميآمد. فوريست نام اين وسيله را لامپ تطبيقي[6] نهاد. در واقع آنچه فوريست در حدود يك قرن پيش اختراع كرد همان ترانزيستوري است كه امروزه با نيمههايها طراحي و ساخته ميشود و از پركاربردترين قطعات در مدارات الكترونيكي است.
[1] Vacuum tubes
[2] Thermionic emission
[3] Work function
[4] Lee De Forest
[5] Grid
[6] Adjustable Valve