真空管工作原理1904年11月16日，约翰·安布鲁斯·弗莱明发明了真空管。
真空管是一种电子设备，由抽真空的容器（通常是玻璃或陶瓷）组成，它具有发射电子的阴极（旁热式是由灯丝加热，直热式则灯丝就是阴极）和工作时通常加上高压的阳极。阴极和阳极之间，自阴极算起，第一个电极称为栅极，再增加一个电极则称为帘栅极。第三个电极则称为遏止栅极，可以消除因加入帘栅极引起的二次电子放射现象。栅极能够在阴极和阳极之间对电流起到控制作用。已经制造的真空二极管，三极管，四极管，五极管等有几百种不同的种类和额定功率，在晶体管发明以前，使所有电子学和一切无线电和电视发射与接收装置的基础。
目前，由于消耗功率及体积的考量，真空管多半只运用在少数的特定用途中，特别是高功率高频的通信用途，但近年来，或许是怀旧的气氛使然，某些特定音响用途的真空管再次流行，形成消费电子领域奇特的风潮。另外，像是阳极射线管，X射线管等等则是属于特殊的真空管。
世界各国真空管历史编辑本段回目录
英国电子管发展
真空管
1838年，英国法拉第对1mm/Hg低压空气放电、发光、电导度等加以研究，可以说开启了真空管技术的序幕。二极管的发明人佛莱明也是英国人，1904年他把爱迪生实验用装有电极的电灯泡拿来改装，发明了二极管（他称为振荡管），现在英国以Valve称呼电子管，即引用佛莱明的命名。最初佛莱明检波器与矿石检波器一样没有阳极，不久就加入电阳极，可惜提出专利的时间比Le de Forest稍晚，把电子管之父的美誉拱手让人。由于英国不像美国那么迫切需要长途电话，所以电子管的开发脚步并不急。1911年马可尼公司的兰尼首度开发出三极管，多用于军方的无线电收信机，但由于管内真空无法长期保存，工作很不稳定，后来从美国引进球型真空管的排气，才改良了安定性。1916年BTH推出Type R管，与法国的TM管几乎一样。一次大战中，英国海军致力开发发信管，生产大型真空管，1917年Marconi-Osram Valve所生产的Type T1，是最早的大型发信管。1937年，与RCA有关系的马可尼与GEC两家公司，发表了International Octal系列真空管，以KT（Kinkless Tetrode）这个型号加入束射功率管的行列，也为英国真空管开辟了另一片天空。不论与6V6同级的KT61，或者与6L6相近的KT66，都获得许多人的喜爱。稍后所开发的KT88，成为与RCA 6550鼎足而立的产品。
法国的电子管
1908年，Le de Forest到法国宣传他的新球型管Audion，法国本身没有设计真空管的经验，而德国军力扩充迅速，随时有爆发欧战的可能，通信部队的需求迫在眉睫。1914年大战前夕，一位美国人保罗皮森，受德律风根的指派在美国收集最新通信器材情报，当他准备返回德国而在伦敦过境时，德国已经对法宣战。保罗潜入法国被捕，他被引见菲力将军，并从口袋拿出Audion电子管详述其优点，菲力将军立刻安排他在通信部队成立电子管紧急开发项目，这是法国电子管的起源。保罗找到里昂一家灯泡厂Grammont合作，推出原筒型的三极管，成品称为Fotos。虽然法国很晚才加入，但Fotos中的设计精巧，充分发会法国人的创意天分，所以推出后订单如雪。另一家曾试做过佛莱明管的Generale des Lampes公司也紧急加入生产，产品命名为Metal，而产品编号就以负责开发的法军通信队的缩写-TM(Telegraph Military)命名。TM管是一次大战中公认最好的三极管，英国马可尼公司战后买下专利生产。它所采用的管座/插座设计，可轻易的分离开来，也是电子管的一大突破，四脚结构也在欧洲被长期采用。
德国真空管的起源
1903年，德国人威奈特将放电管上面涂以钡钙等碱性金属氧化物，开发出氧化膜热阴极的原型，这项发明对后来的佛莱明二极管有很大的启示。1906年利班由Braun管得到灵感，以阴极射线Relay的名称申请专利，日后经过多次改良，在1911年8月发表了新的真空管。新真空管在柏林大学举行发表会，结果AEG/德律风根、西门子等公司愿一起合作进行改良，他们的完成品叫LRS Relay。LRS Relay易受温度等外在环境与电源电压的影响，杂音多，灯丝氧化膜也容易剥落，但一次大战前却是长距离电话线的主角。德国在1914年决定为民间电话线路开发新真空管，克服LRS Relay的缺点，最后西门子的Type A获选。Type A师承球型三极真空管，1916年开始发售，一部份用于战场上窃听敌军通信用的手提放大器。之后德国真空管就由西门子与德律风根两家公司为主导，陆续推出许多真空管。
美国西屋公司的贡献
美国由于幅员广阔，对长距离电话特别需要，国营的AT&T与他的制造商西屋电器WH(Westinghouse)，也因此很早就投入相关研究，甚至将触角延伸到欧洲。西屋公司曾是家电大厂也参与最早的有声电影开发，并积极介入电话相关制造业。Lede Forest尝试把他的三极管用在低周波放大而没有成功，直到1912年终于有些成果，他立刻把中继放大器权利卖给AT&T/WE，并向西屋公司展示其Audion。当时Audion讯号增强会有失真，管内残留气体，阳极电压提高后容易失控，灯丝寿命极短，物理特性不易维持，每个Audion规格都不固定。这个情况对电话中继放大器并不合适，曾经在芝加哥大学研究真空技术，同时在西屋公司从事水银弧光灯中继器研究的阿诺博士，却看出Audion的潜力。阿诺博士首先强化Audion电极的结构，再采用氧化皮膜灯丝，降低工作温度，提高真空度，结果使Audion寿命提高到一千小时。1918年10月，这项成果实际用于费城、纽约、华盛顿间的电话线上，这是世界首度将真空管运用于商用通信电路中，真空管的编号为Type A。之后西屋继续研究，推出广为收音机使用的UV管(Unit Vacuum Tube)，比欧洲的四脚管早一年。第一个附有管座的Type M，用于1915年开放的纽约-旧金山大陆横断电话线路中，寿命约400小时。1915年推出的Type L灯丝为Type M的两倍长，寿命则延长为4500小时。一次大战期间，美国政府责成西屋优先投入军用真空管开发。军用管需承受严酷的温度变化、震动、电压不稳等考验，西屋公司最有名的军用管为VT-1与VT-2。最初西屋的电话真空管称为Telephono Repeater Element，军用管则称Vacuum Tube。1920年匹兹堡成立了世界第一家无线广播局，在KDKA开播，引起很大回响，西屋以Aeriola的品牌投入家用收音机制造。不过以西屋为名所开发的真空管数量并不多，美国主要的直热式三极管都是Radiotron的产品，有人认为是RCA制造，实际上像112、171、250、245等都是出自西屋手中，西屋在低周波功率管方面技术领先。
通用电器与真空管
通用电器以制造直流发电机、电动机、汽车引擎等而闻名，他们介入无线电通信也是从高周波发电机开始。初期无线电公司为得到高周波连续功率而煞费苦心，最初使用电弧式发信机，但工作不稳定。后来想到利用电力交流发电机，并委托通用电器生产，1906年完成的产品只能达到10KHz频率。不过通用预见此后的发展，于是积极投入，1913年完成200KHz，数KW出力的发电机。另一方面，通用的研究室也很快开发出真空管，Pliotron(希腊语，多的意思)与Kenotron（希腊语，真空之意）为通用早期真空管的名字。Pliotron很快朝大型化发展，1914年使用于67KM长距离小型高周波发电机调变实验成功；而通用也发展出200KW的大规模调变发电机。一次世界大战期间，通用把技术加以活用，以克里夫兰的工厂为中心，生产了多种真空管，大战中约生产了20多万个，而西屋责生产了50多万个，对军方贡献良多。
后来居上的美国RCA
一次大战期间，美国海军征收了大西洋横断无限电信局（原隶属于美国马可尼无线电信公司），并致力扩充规模，将原来50W高周波发射机改为GE制造的200KW机器。这部机器由GE免费提供，对当时战争起了很大的作用。战争结束后，英国马可尼等待军方归还电信局，并计画在美国、欧洲设立多处据点大展鸿图。美国海军得知马可尼的企图，于是说服GE公司，干脆买下美国马可尼，于1919年10月先成立Radio Corporation America(RCA)，第二年正式并购美国马可尼。由于这层特殊关系，RCA顺利取得GE真空管销售权，同时积极投入无线广播业务，开发家庭用的机器。1921年RCA推出纯钨灯丝的UV-216，成为一般收音机、留声机所用的整流专用真空管鼻祖。1920年RCA/GE联合与AT&T/WE缔结互相使用专利权的契约，次年WE加入这个Radio集团，以Radiotron的品牌销售真空管，并努力扩展真空管的用途，使得美国成为真空管的大本营。GE制造由RCA负责销售的Radiotron，最初型号为UV-200、UV-201，外型和GE军用管类似，内部电极则完全更新，这些GE改良版，成为后来直热式真空管的标准形状。由于上述复杂的协议关系，当西屋以自有品牌销售真空管时，引起RCA强烈不满，经过长期协调，1925年决定AT&T与WE只能局限于民生用无线电收信机的制造和销售，西屋则另外成立一家格雷堡公司经营一般消费用的家电。至于广播用发信设备、录音室用机器、电影音响系统、航空船舶的无线电器材，西屋另外成立Non-Associate公司来销售真空管。1930年美国实施反市场垄断法律，这几家公司组成的「Radio Group」宣布解体，有先见之明的RCA则早一步成立Radiotron Manufacturing公司，买下GE的哈里逊工厂，开始自己生产收信管。在Group解体时大家有共识，RCA在1935年以前可生产真空管，而GE与西屋在1935年后才能投入生产。RCA为避免独占地位遭非议，1929年起开始授权给中小厂商参与制造真空管，这使得美国制真空管互换性良好，插座种类降到最低，比起欧洲真空管流通性更佳。1936年，RCA发表了最早的束射管6L6，为业界带来一阵鼓舞。束射管新增阴极同电位之束射形成电极，同时控制栅极与廉栅极的结合，虽然是从四极管发展而来，但它比五极管有更低的阳极特性、更高的效率，以及廉栅极电流低等特性，可以算是真空管发展史上的大跃进。最早的6L6是黑色金属管，后来才变成玻璃管，被许多大型电唱机和扩大机所采用，输出规格为6.5瓦。1937年底RCA同时发表输出4.5瓦的小型6L6，型号为6V6与6V6G，用于一般的收音机中。
以民生为导向的Philips
1891年在荷兰安特奥芬乡下由父子共同创业的Philips，到1903年已经成为欧洲第四大灯泡厂。由于荷兰并未参加一次大战，所以并未投入军用管开发。战后一位无线电工程师Idzerda要求替Philips制造第一号电子管，并以其名字IDZ命名，此人日后成立了无线电台而相当著名。IDZ也是根据Audion改造而来，得到许多业余玩家的青睐，Philips在1919年改良为A、B、C三种型号，正式介入电子管制造与发展。
只做专业用电子管的WE
由于WE(Western Electric)是世界最大电话公司AT&T的制造部门，所以他们制造的电子管都以专业用途为主，几乎没有民生用管。九０代兴起的300B热潮，把WE的300B捧上天空，这大概也是WE始料未及的。WE很早就因应市场需求，推出104、205、211、212等三极管，同时还把205D、211D等运用在当时几乎独占市场的电影院扩大机上（Type 42、43、46等型号）。WE早期的直热式三极管，阳极为金属网（后改为黑色金属板）、氧化膜灯丝，电极顶部有陶瓷的支撑板，制作非常坚固。1937年发表最早的超短波用电子管316A，戏剧性的将300MHz的传统界线一举提升到UHF频带，此电子管用于飞机的敌我识别系统，可见得WE在这方面的实力。1938年，WE的300B问世，比RCA的2A3晚了几年。这时已接近三极管的末期，但因累积了过去的技能，所以产生平衡性极佳的杰作。300B和同厂的252A相比，只用6W的灯丝电力，阳极最大定格（450V/80mA）时可得到将近18瓦的功率（252A输出8瓦）。比300B稍早的300A在1933年推出，300A的接脚是刺刀式的，为了与2A3竞争因此改成四脚的300B，它们构造、尺寸、特性完全相同。由于300A/300B的优良性能与高信赖性，还有长寿命，不仅是用在WE Type 86、91、92等扩大机上，定电压电源等工业用、军用器材也都有使用，直到六０年代美国太空总署内的仪器都还用300B做电源稳压，它是美国直热式三极管告别世间珍存的一颗耀眼巨星。1996年WE重开坎萨斯城的生产线，重整旗鼓让300B复出，但350美元一支的定价早已今非昔比。
欧美主要真空管厂一览编辑本段回目录
Arcturus － 美国小厂， 1927年取得RCA授权开始生产旁热管，特色是运用了Carbon Heater。1952年创立者过事后仍继续经营，以使用蓝色灯管著名。
Eitel McCullough － 1925年推出西屋公司的第一支交流真空管，从1930年代中期开始生产送信管。
Amperex － 1936年开始制造真空管的美国公司，1955年被Philips收购。
Cunningham － 1915年开始生产三极管，打破Le deForest垄断的局面，后来成为RCA经销商，1931年被RCA并入旗下，而Cunningham则在1933年成为RCA Radiotron的总裁。
Ken-Rad － 1926年创业，以Archatron的品牌行销。
Sylvania － 1924年创立的美国小厂，曾一度停工，1980年代初期恢复生产。
Tung-Sol - 1930年代开始生产真空管，1932年发售自己设计的真空管，二次大战后终止。
De Dorest － 真空管发明人的自有品牌，1915年开始生产，1933年被RCA并购。
National Union － 1930年初由Magnatron、Marathon、Sonatron、Televocal四家公司合并成立，在纽泽西州生产旧型管与传统真空管，二次大战中生产发射管与特殊管，1950年初停产，旋即又重开生产线。
Hytron － 1926年设立，二次大战后被CBS并购。
McCandless － 最早的球型真空管制造商，也是1915年以前美国唯一的真空管生产商，后来成为RCA的经销商直到1930年代。
Myers － 创办人曾在Le de Forest公司工作，不久即独立创业，但遭到多家公司控告侵权。一次大战后改名为RadioAudion，被WE告得躲回加拿大；1920年后重新开业，旋即被RCA控告而破产。
Moorhead － 1915年开始生产，以Electron Relay品牌发售，1923年停业。
GE(General Electric) －世界最大的电机公司，也生产了许多军用真空管。
RCA(Radio Corporation of America) － 1919年设立，世界最大的真空管制造商，1977年关闭生产线。
WE(Western Electric) － 世界最大电话公司AT&T的制造部门，1988年关闭真空管生产线。
WH(Westinghouse) － GE的子公司，最初帮忙GE与RCA生产真空管。
Ediswan －1883年由爱迪生灯泡公司英国分公司与Swan电灯公司合并而成，世界第一支二极真空管由他们所制造，由于蒙英国皇室青睐，得以使用Royalediswan的标志。
A.C. Cossor －1896年成立生产科学用玻璃器具，1902年起生产X射线管，1908年开始制造医疗用灯泡。一次大战时加入真空管生产，开发具有头盔型阳极的特殊管，1930年发表世界最早的高周波五极管。二次大战后与美国喜万年合作，改组为ElectronicTube，1949年被EMI收购而停止生产。
Hivac － 从1932年开始生产特殊真空管的英国小厂。
Mullard －1920年成立，Mullard曾是爱吉斯奥灯泡研究所所长，最初开发了许多特殊的无线电发射管，1927年被英国Philips收购。
Marconi － 1900年成立，从事与无线电有关的真空管制造。
Lissen － 最早是制造收音机零件，1929年开始销售BTH生产的真空管，两年后自己生产，擅长电池式收音机真空管，1935年终止。
BTH (British Thomson-Houston) － 1986年美国GE的前身Thomson-Houston Company的英国分公司，主要产品为重机电，也生产灯泡，战后成为英国首席无线电制造商。1927年与其它公司合并成AEI，以Mazda品牌行
MOV(Marconi-Osram Valve) －1911年首度生产三极管，一次大战期间率先生产大型真空管，1919年与GEC合并，以MOV品牌销售GEC产品。
STC(Standard Telephone & Cable) － 1925年美国WE在英国成立的分公司，1934年后以Brimar品牌出现，最后被并入AEI。
Philips －1891年以制造灯泡起家，1917年加入真空管的生产，近年来已成世界最大的真空管生产集团。Volvo － 1924年成立的德国公司，隶属于Muller的制造部门，后为Philips收购。
Siemens － 德国AGE旗下的大厂，从事真空管与有线电话的制造。
Telefunken － 同样隶属于德国AGE旗下的无线电部门，六○年代停止生产。
Loewe － 1926年开发出复合管的德国公司。
A. Grammont － 一次大战中最早制造球型三极管的法国厂商，成品叫Fotos。
