В последнее время создано много новых типов сверхвысокочастотных генераторных и усили­тельных ламп. Во всех этих лампах используют­ся те же самые методы управления электронным потоком, что и в клистронах, магнетронах и лампах бегущей волны.

ВМЕСТО РАДИОЛАМПЫ — КРИСТАЛЛ

В послевоенные годы у радиолампы появил­ся сильный соперник — полупроводниковые (кристаллические) приборы. Они успешно вы­тесняют радиолампу даже из таких, казалось бы, прочно завоеванных ею областей примене­ния, как радиоприемники и телевизоры.

Первые кристаллические приборы — кри­сталлические детекторы — появились в начале 20-х годов. Во время второй мировой войны они широко применялись в приемниках радио­локационных станций для детектирования и выпрямления сигналов. С тех пор сфера при­менения кристаллических электронных уст­ройств непрерывно расширяется.

Для изготовления таких приборов исполь­зуют химические материалы, электрические свойства которых ставят эти материалы в проме­жуточное положение между проводниками и изоляторами. Эти вещества называют полу­проводниками (см. ст. «Полупровод­ники»). Применяя их, удалось создать полу­проводниковые триоды (транзисторы), в ко­торых, как и в электронной лампе, можно управлять электронным потоком. Используя транзисторы, научились генерировать, усиливать и преобразовывать высокочастотные сигналы.

По сравнению с электронной лампой тран­зисторы обладают рядом преимуществ. У них очень небольшие размеры. Им не нужен до­полнительный источник тока для нагрева нити; поэтому они практически не нагреваются. Тран­зистор потребляет значительно меньше энер­гии. Он более надежен в работе, меньше боится ударов, тряски, воздействия влаги. Срок служ­бы полупроводниковых приборов исчисляется десятками тысяч часов, тогда как обычные вакуумные усилительные лампы могут рабо­тать не более 3 тыс. часов.

Эти свойства полупроводниковых приборов оказались особенно ценными в тех электронных устройствах, для которых важны небольшие размеры, экономичность и высокая надежность: в электронно-счетных машинах, в оборудова­нии космических ракет и спутников Земли, в разнообразном военном радиооборудовании.

Устройства на полупроводниках поражают своими малыми размерами. Электронно-счетные аппараты, которые раньше занимали целые залы, уменьшились до габаритов шкафа. Сложный радиолокатор, едва размещавшийся на линкоре, теперь может быть установлен на самолете. Радиоприемник, работающий на транзисто­рах, можно скомпоновать в обычном портси­гаре.

Но и это далеко не предел. Уже появились в продаже советские самые маленькие в мире, меньше спичечной коробки, приемники на мик­ропленках.

Детали подобных радиосхем, в том числе и транзисторы, наносятся фотохимическим спосо­бом на фарфоровое основание или в вакууме напылением. Схемы из микродеталей самых различных конструкций все шире применяются на практике. Как говорят радиоинженеры, идет процесс микроминиатюризации радиоап­паратуры.

Вершина этого процесса — так называемая твердая схема; все ее элементы — сопротивле­ния, конденсаторы, транзисторы, диоды и т. п.— формируются специальной обработкой в одном полупроводниковом кристалле. Такая схема действительно «твердая»: кусок вещества пред­ставляет собой усилитель или приемник элект­рических сигналов!

Но, как ни велики преимущества полупро­водниковой техники, в ряде случаев электрон­ные лампы по-прежнему незаменимы, например для усилителей в генераторах большой мощно­сти. Одним словом, полупроводниковые и элект­ровакуумные приборы, несмотря на конкурен­цию, не только сосуществуют, но и хорошо до­полняют друг друга.

Современная радиотехника использует сот­ни различных типов электровакуумных, газо­наполненных и полупроводниковых приборов. Среди них, кроме обычных радиоламп и тран­зисторов, электронные стабилизаторы напряже­ний, газоразрядные лампы, электронные ком­мутаторы-переключатели, фотоэлементы, фото­умножители, электронно-оптические преобразо­ватели и, наконец, электроннолучевые трубки.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ЛУЧ

Электроннолучевые трубки (рис. 22) — это чудесные приборы, которые помогают наблю­дать электрические процессы. Они позволили создать современное телевидение, без них не­мыслима радиолокация, они широко применя-

237

Рис. 22. Электроннолу­чевая трубка.

ются в разнообразнейших приборах — от про­стейших лабораторных осциллографов до «бло­ков памяти» в современных электронно-вы­числительных машинах,

Электронная трубка — это прибор, в кото­ром электронный луч «рисует» световые изоб­ражения на специальном экране, обладающем способностью светиться в том месте, куда по­падает поток электронов. Она имеет вид боль­шого, обычно стеклянного (иногда металличе­ского) конуса с почти плоским стеклянным дном. Диаметр дна может превышать 50 см. От вер­шины конуса отходит цилиндрическая трубка, горловина которой заканчивается обычным радиоламповым цоколем. Трубка герметически запаяна, воздух из нее выкачан.

В горловине трубки расположен катод, из которого, как и в любой радиолампе, вылета­ют электроны. Форма катода и другие кон­структивные особенности трубки позволяют на­правлять практически все электроны в сторону экрана. Чтобы электроны могли «рисовать», их нужно собрать в тонкий острый луч. Эту операцию проделывают электронные линзы, которые так сжимают луч, что его диаметр у экрана не превышает долей миллиметра.

Перед фокусировкой, сразу же после вылета из катода, электроны пролетают через кольце­вой управляющий электрод (своего

рода радиоламповую сетку). От напряжения на нем зависит яркость светящейся точки на экра­не в том месте, куда попадает луч. Чем выше отрицательное напряжение на управляющем электроде, тем меньше интенсивность элект­ронного потока и электроны ударяются об экран трубки с меньшей скоростью. А яркость свечения экрана зависит от силы их ударов.

Чтобы на экране появилось изображение, светящуюся точку нужно перемещать. Для это­го применяются электростатические и электро­магнитные отклоняющие системы. Они откло­няют луч и посылают его в любое место экрана.

Электростатическая система состоит из двух пар пластин, расположенных в горловине трубки. Каждая пара пластин от­клоняет луч в одной плоскости: влево — вправо и вверх — вниз. Если на одну из пластин по­дать отрицательное напряжение, а на другую — положительное, то первая оттолкнет электрон­ный луч, а вторая его притянет. В результате луч отклонится к положительной пластине и сместится на экране в соответствующую сторо­ну. Если изменить знаки напряжения, луч отклонится в обратную сторону. Чем сильнее разность напряжений, тем быстрее отклоняет­ся луч.

Так же действуют на луч электромаг­нитные системы. Они отклоняют элект-

238