Техника - молодёжи 1967-08, страница 5

I

газобые пол у про-

feOfl н и ни

П ГОПОПАИОВ инжрмор

Молния стояло у колыбели радиосвязи.

Искусственно возбуждаемая в опытах Александра Попова, она излучила в вфпр сигналы первой в мире радиотелеграммы.

Искровой разряд, а вслед за ним электрическая дуга были «сердцем» Первых радиопередатчиков.

Настоящий же триумф беспроволочной телеграфии начался с рождения радиолампы.

В первых лампах из-за несовершенства откечки оставалось какое-то количество газа, н крохотная светло-голубая молния участвовала в переносе зарядов между электродами. Радиоинженеры поначалу считали, что она увеличивает диодный ток, «повышает эмиссионные свойства лампы».

Однако в дальнейшем выяснилось: газовый разряд в лампе приносит не пользу, а вред. Положительные иоиы непрерывно бомбардировали инть накала, усиленно разрушая ее.

В 1914 году американский ученый Лэнгмюр применил триод с высоким вакуумом. Радиотехника перешла на «жесткие» лампы. Управлять в них электронным потоком оказалось гораздо легче — упростился физический процесс, а кпд и надежность выросли.

Газовый разряд» или «электрический разряд» — понятие собирательное и по своему физическому смыслу уже устаревшее. Но тем не менее оно широко распространено для обозначения явлений электропроводимости в газах.

Сейчас нам знакомо целое семейство электрических разрядов в газе: темный (тихнй), коронный, кистевой, тлеющий (холодный), дуговой, искровой, импульсный, факельный.

Каждому из них нашлось применение. Кто не знает миниатюрных наоновых индикаторов напряжения, или, попросту, «иеоиок»? В них используется свойство тлеющего разряда зажигаться и гаснуть при определенном напряжении. На этом же принципе основа» и газовый стабилизатор напряжения (стабилитрон, или, как еще говорят, стабиловольт) —ведь в определенных интервалах тока иольт-амперная характеристика имеет вид горизонтальной прямой.

Выла подмечена н способность газонаполненной лампы порождать в электрической цепи колебания. Это явление применили в некоторых типах приемников. Но колебания зависели от многих случайных внешних факторов (освещения, радиации и т. д.) И были неустойчивы. Кроме того, при определенных условиях в лампе могло не оказаться ии одного свободного электрона, тогда она не зажигалась в течение неопределенного времени (от тысячных долей до нескольких секунд). Печальная слава ламп, как носителей Инерционности и нестабильности, вынуждала отказаться от них при конструировании массовой аппаратуры. Газовый разряд потерпел фиаско, электронно-вакуумные приборы, казалось, окончательно йзяли верх.

Но небезупречными оказались и они.

Механическая непрочность, недолговечность, низкий кпд —вот ее основные недостатки.

Пока число ламп в аппаратуре было невелико, это не очень беспокоило. Но с усложнением схем оказалось, что именно лампа стала самым ненадежным элементом в новых сложных схемах. По данным зарубежкой статистики, больше половины всех неисправностей приборов управления самолета нв совести королевы электроники.

В вычислительных машинах пришлось иметь дело с тысячами ламп. При сроке службы каждой из них от трех до пяти тысяч часов аппаратура могла бы выходить из строя ежедневно, если ие ежечасно.

Как показали исследования, в тридцати лампах из ста сгорает катод. Уже в 20-х годах холодный катод стал мечтой инженеров.

В 1030 году англичанин Ноулз пытался осуществить ее. В его лампе тлеющий разряд между анодом и катодом зажигался третьим электродом. Такие приборы требовали высокого питающего напряжения. Это и ограничило их применение.

Спустя несколько лет американец Ингрэм сконструировал тиратрон (лампу-переключатель) тлеющего ризряда. Его пытались применить в телефонии. Скорость срабатывания лампы Ингрэма была невелика, а срок «жи ни» всего лишь 300 часов.

Подобную лампу («ТХ-1») создали в 30-е годы и на ленинградском заводе «Светлана». «Тиратрон холодный-1» работал в релейных схемах при очень низкой частоте, повысить которую ие удавалось.

Как ни пытались улучшить конструкции такого рода ламп, их применение фактически не сдвинулось с мертвой точки.

Изобретение полупроводникового три-** ода (транзистора) совершило подлинную революцию в электронике.

Полупроводниковые приборы во много раз меньше, экономичнее и прочнее ламп. Транзисторы избавлены, наконец, от такого капризного элемента, как нить накала: катод-эмиттер не нуждается в нагреве.

Но беда, полупроводники дороги. Технология их производства требует фантастической, 99,999999999-процентной чистоты! На миллиард атомов германия не более одного атома загрязняющей примеси! В цехах, где изготовляются транзисторы, стерильность куда выше, чем в хирургическом отделении.

Неудобны транзисторы и в эксплуатации: нет абсолютно никаких внешних признаков их неисправности в работе.

Тем не менее «траизнсториаация» продолжается. Стремительно растут суммы, выделяемые на нее. Растет и армия специалистов. Только в США она насчитывает более миллиона человек. Затраты на изучение, производство и использование полупроводников исчисляются десятками миллиардов долларов.

Правда, игра стоит свеч: полупроводники сулят микроминиатюризацию (приемники величиной с горошинку!). Но только лн с нею связано будущее радиоэлектроники? Той ли ценой добиваемся мы преодоления барьера сложности и громоздкости ридиоиппаритуры?

г