Все «трубки» в основном состоят из анода и катода в газовой или вакуумной среде. По внешнему виду они варьируются от крошечных керамических деталей размером с кукурузное зернышко до твердых стальных клистронных трубок высотой более 1 метра, используемых в вещательных телевизионных или радиолокационных установках. Большинство трубок, которые вы можете найти в своем доме или гараже в старой электронике, будут стеклянными или алюминиевыми, цилиндрическими и высотой от 1 до 6 дюймов.
1.) Преодоление барьеров (Эффект Эдисона):
В основе большинства ламп лежит концепция термоэлектронной эмиссии. Нить накала нагревается в вакууме, и когда она достигает нужной температуры, испускаются электроны, которые переходят на положительно заряженную пластину. Подробнее о термоэлектронной эмиссии (вики) >
Так чем же это полезно? Вы можете создать диод с этой концепцией. Диод позволяет току течь только в одном направлении. Это можно использовать в устройствах для преобразования переменного тока в постоянный, преобразования напряжения или для создания логического элемента (который может выполнять работу, действуя как реле или компьютер). Первый ламповый диод был изготовлен в 1904 году. Другие типы ламп, такие как триоды, можно использовать в качестве усилителей, что позволило разработать генератор. Генераторы используются для фильтрации и усиления сигналов, это очень важно в радиоприемниках, часах, компьютерах, телевизионных передачах, микроволновых/радарных передачах и многих других устройствах. В области радио / телевидения триодные лампы заменили генераторы переменного тока, поскольку они могли производить высокочастотные сигналы без громоздких механических устройств. Трубки использовались в телекамерах и делали первые видеоизображения. Существует бесчисленное множество типов специализированных трубок, некоторые из которых используются до сих пор.
Разделы: 1.) Эффект Эдисона (как это работает) 2.) Типы электронных ламп 3.) Хронология 4.) Будущее электронных ламп
У ламп есть нагреватели и нити накала, которые обычно перегорают, как лампочки. В компьютере ENIAC было более 17 000 ламп, и одна из них перегорала каждые два дня. Потребители рассчитывали заменить лампы в своих радиоприемниках, телевизорах и других бытовых приборах. Вот почему радиоприемники и телевизионные трубки имели простую для понимания конструкцию «подключаемых модулей». Уникальная конфигурация штифтов не позволяла вам подключить не ту трубку. На протяжении многих лет существовали тысячи различных типов вакуумных ламп с разными параметрами и функциями.
Слева: раньше потребители могли покупать любые виды ламп для своих устройств. В Техническом центре Эдисона есть много видов трубок в коробках и в старых электрических устройствах.
2.) Распространенные типы вакуумных ламп:
Триоды — это лампы, которые можно использовать в усилителях, компьютерах, радиоприемниках и передатчиках и других устройствах. Позже триоды были заменены транзисторами. Эта лампа имеет горячий катод в центре, окруженный металлической сеткой с анодом, окружающим его. Катод испускает электроны, а в вакууме электроны свободно текут через сетку к аноду. Подав отрицательную энергию на сетку, вы отталкиваете больше электронов, а это означает, что меньше электронов может пройти через сетку, чтобы добраться до анода.
Клистроны много лет использовались в телевидении, радиолокационных системах времен холодной войны и радиопередаче. Посмотрите наше видео с Руди Деном и его коллегами из General Electric, чтобы узнать, как они работают.
Ниже: видео о том, как работает клистронная трубка
3.) Краткая хронология: история
1880 - Томас Эдисон открыл термоэлектронную эмиссию, экспериментируя с лампочками, он обнаружил, что электроны покидают углеродную нить и притягиваются к металлической пластине, помещенной в колбу с вакуумом.
1904 – Джон Амброуз Флемминг изобрел диодную вакуумную лампу на основе открытий Эдисона.
1910-е – Ирвинг Ленгмюр разрабатывает первые «высоковакуумные» лампы с использованием недавно открытого пластичного вольфрама. Он работал с Г. С. Мейкле над первыми тиратронами в исследовательской лаборатории GE
1921 — Лампы заставили работать первые аудиоусилители, благодаря чему можно было разработать первый громкоговоритель. Видео — лампы, использованные в первом громкоговорителе >
1927 — Трубки делают возможным телевидение. Они используются в камерах, радиопередачах и в ЭЛТ-телевизорах для отображения изображения.
1940 - Слева: эта трубка времен Второй мировой войны использовалась в радарах и представляла новую эру ламп. Трубы становились меньше и становились более прочными. Этот магнетрон мог видеть дальше и с большим разрешением, чем предыдущий радар. Эта труба маяка была изготовлена А. Д. Макартуром и Джеймсом Э. Беггсом в исследовательской лаборатории General Electric. Во время войны было мало времени для тестирования новых ламп, поэтому лампы были изготовлены и отправлены на передовую для активных испытаний.
Слева: лампа Lighthouse, используемая для высокочастотных применений
Вверху: В 1950-х годах руководство General Electric было взволновано, когда они начали производить высококачественные электронные лампы, которые были в несколько раз меньше по размеру, чем лампы прошлого. К этому времени твердотельные лампы начали вытеснять многие лампы, а новая революция в области ламп так и не состоялась.
1950–60-е годы – на западе большинство электронных ламп было заменено транзисторами.
1970–80-е годы Лампы до сих пор используются во многих специализированных приложениях, таких как вещательное телевидение и радио. К этому моменту большинство труб на западе было заменено.
Слева: В 1970-х годах Россия продолжала использовать электронные лампы для многих целей. РЛС с ламповым питанием давала преимущество легендарному МиГ-25. Лампы были очень мощными и неуязвимыми для электромагнитного импульса. Лампы были более устойчивы к низким температурам, чем западная электроника. У западных самолетов была дополнительная сложность специальных экологически контролируемых зон для электроники.
Вверху: чрезвычайно дорогая вакуумная лампа, использовавшаяся в профессиональной видеокамере 1970-х годов. Раньше для каждого цвета использовалась одна трубка с призмой для разделения красного, зеленого и синего. Эти трубки были заменены устройствами с зарядовой связью (ПЗС).
1990-е – сегодня — Вакуумные лампы используются до сих пор. Музыканты до сих пор используют ламповые усилители и утверждают, что они производят другой желаемый звук по сравнению с полупроводниковыми усилителями. Посмотрите видео ниже, показывающее использование лампы в гитарном усилителе:
Ниже: Корбин Ирвин из Технического центра Эдисона демонстрирует лампы в типичном усилителе звука.
Вакуумные лампы могут вернуться и заменить стандартные микрочипы. Инженеры смогли построить структуру из легированного фосфором кремния и использовать нанотрубки для создания переключателя. Эти устройства могут работать в 10 раз быстрее, чем кремниевые транзисторы.
В первой половине 20 века электронная лампа была выдающимся устройством эпохи электроники. Появление технологии электронных ламп стало большим шагом вперед не только в нашей способности лучше контролировать поток электричества в сложных цепях, но и в нашем понимании фундаментальной природы электронов и их поведения. Начиная с изобретения диода Флеминга в 1904 году, электронные лампы играли важную роль в развитии радио, телефонных сетей, радаров, промышленного контроля и вычислительной техники.
Вакуумная лампа занимает особое место в эволюции электронных вычислений. Это было первое устройство, которое могло функционировать как полностью электронный переключатель. Электромагнитные реле, которые использовались с 1830-х годов, обеспечивали переключение с электронным управлением, но по-прежнему полагались на механический компонент самого переключателя. С изобретением триода в 1907 году и множеством последующих усовершенствований ток, протекающий по цепи, можно было контролировать с помощью напряжения, подаваемого на лампу без движущихся частей. Эта коммутационная функциональность является фундаментальной при проектировании схем, использующих цифровую логику для выполнения вычислений.
Ламповые диоды, триоды и другие компоненты в конечном итоге были заменены кремниевыми диодами и транзисторами, поскольку в 1950-х годах стали доступны эти более быстрые, компактные и надежные устройства.
Термоэлектронная эмиссия и изобретение вакуумной лампы
Вакуумные лампы произошли от лампы накаливания, поэтому неудивительно, что самые ранние работы в этой области проводились в лаборатории Томаса Эдисона в Менло-Парке.Базовая конфигурация лампочки Эдисона представляла собой углеродную нить с высоким сопротивлением внутри стеклянной колбы, из которой был удален воздух. Электричество, проходящее через нить накала, заставит ее светиться от тепла, а герметичность в вакууме предотвратит ее сгорание.
В 1883 году лампочки страдали от тенденции к почернению стекла по мере использования. Эдисон вместе со своим научным и техническим советником Фрэнсисом Аптоном начал серию экспериментов методом проб и ошибок в поисках решения проблемы. Один из таких экспериментов заключался в герметизации второго металлического электрода в колбе. Эдисон и Аптон заметили, что когда электрод заряжен положительно, электрический ток будет течь от раскаленной нити к электроду через вакуум и без прямого контакта. Когда электрод был заряжен отрицательно, ток не течет.
Явление, которое они наблюдали, впоследствии стало известно как термоэлектронная эмиссия или, в просторечии, эффект Эдисона. При термоэлектронной эмиссии нагревание нити накала приводит к выбрасыванию электронов. В вакууме лампы свободные электроны притягиваются к положительно заряженной металлической пластине, называемой анодом, создавая цепь.
Эдисон запатентовал вакуумную трубку как измерительное устройство. Патент и последующие устройства были сосредоточены на способности использовать изменения тока, протекающего через нить накала, для создания изменений тока, протекающего к аноду. В ближайшие несколько лет эта характеристика будет использоваться в схемах регулировки громкости.
Английский физик Джон Амброуз Флеминг более 20 лет спустя впервые использовал тот факт, что при термоэлектронной эмиссии ток течет только в одном направлении - от нагретой нити накала (катода) к положительно заряженному аноду. Первоначально он назвал свое устройство колебательным клапаном. Позже его назовут клапаном Флеминга или диодом Флеминга.
Флеминг использовал клапан в качестве выпрямителя для радиоцепи. Будучи волнами, радиосигналы принимаются в виде переменного тока (AC), быстро колеблющегося между отрицательным и положительным напряжением. Когда сигнал «выпрямляется», отрицательный компонент сигнала удаляется, а положительные колебания волны вызывают вибрацию динамика или наушника и воспроизведение звука.
В ранних радиоприемниках исправление часто достигалось с помощью небольшого естественного минерального кристалла с полупроводниковыми свойствами, такого как галенит — кристалл кристаллических радиоприемников — и тонкого пучка металлической проволоки, называемого кошачьим усом. Эти примитивные полупроводниковые диоды были в лучшем случае маргинальными. Они были очень чувствительны к вибрации и требовали частой регулировки, чтобы кристалл и ус были правильно выровнены. Они больше подходили для любителей и экспериментаторов, чем для коммерческого использования. Колебательный клапан Флеминга был огромным улучшением по сравнению с предыдущими методами выпрямления, за что он получил прозвище «Отец современной электроники».
Ли де Форресту приписывают изобретение триода в 1907 году, который, по сути, заложил основу для использования ламповых устройств в качестве усилителей и переключателей. Де Форрест искал способы улучшить выпрямляющие способности диода и начал экспериментировать с добавлением металлической сетки в качестве третьего электрода в трубку между нитью накала и анодом. Без подачи тока на сетку термоэмиссионный эффект не затрагивался, и электроны свободно текли к аноду. Однако, когда на сетку помещался отрицательный заряд, ток, протекающий через устройство, уменьшался, а когда на сетку помещался положительный заряд, ток, протекающий через устройство, увеличивался. Чрезвычайно полезным аспектом такого поведения было то, что небольшие изменения напряжения в сети приводили к гораздо большим колебаниям тока.
Вакуумные лампы и электронные компьютеры
Являясь жемчужиной и движущей силой зарождающейся электронной промышленности, электронные лампы были в центре внимания огромных исследований и разработок. Инновации в накачке позволили производить более мощные вакуумные трубки, и были определены лучшие материалы для нитей накала, электродов и других компонентов. Было изготовлено множество вариантов и устройств специального назначения, многие из которых имели дополнительные электроды (тетрод и пентод), поскольку инженеры стремились усовершенствовать и улучшить характеристики.
Именно на фоне инноваций возникла эпоха современных электронных вычислений. В 1918 году Уильям Экклс и Ф. У. Джордан изобрели триггерную схему, первоначально названную триггерной схемой Эклза-Джордана, основанную на двух триодах с механизмом обратной связи. Триггер был первой двоичной схемой и стал основой технологий цифровой памяти.
Вакуумная лампа в качестве коммутационного устройства не была повсеместно принята пионерами вычислительной техники. Многие сочли его слишком нестабильным и ненадежным.Спустя более 30 лет после изобретения триода в таких новаторских машинах, как компьютеры Harvard Mark I и Bell Labs, для переключения использовались электромеханические реле.
Первым сторонником внедрения цифровых логических схем с использованием электронных ламп был дизайнер Colossus Томми Флауэрс. Чтобы повысить надежность ламповых систем, Флауэрс внедрил множество инноваций, в том числе работу трубок при пониженном токе и разработку модульных конструкций, которые лучше переносят поломку ламп. Первый электронный бинарный программируемый компьютер Colossus Mark I, разработанный для помощи союзникам во время Второй мировой войны по расшифровке кодов, был введен в эксплуатацию в Блетчли-парке в феврале 1944 года.
ENIAC, первый программируемый компьютер общего назначения, был запущен в Пенсильванском университете в 1946 году. ENIAC, пожалуй, самый известный из ламповых компьютеров. Он назывался «Гигантский мозг» и широко освещался в газетах и журналах. Как полностью электронный компьютер, он был в 1000 раз быстрее, чем электромеханические машины.
Несмотря на очевидный прогресс по сравнению с электромагнитным реле, компьютеры на электронных лампах столкнулись со значительными практическими проблемами. ENIAC был построен из более чем 17 000 электронных ламп и имел около 5 миллионов паяных соединений. Компьютер занимал 1800 квадратных футов и требовал блока питания мощностью около 150 кВт. Также инженерам так и не удалось полностью решить вопросы надежности. Максимальное время безотказной работы ENIAC составило 116 часов.
С изобретением транзистора в 1947 году эра вычислений на электронных лампах быстро подошла к концу. В 1953 году был представлен первый прототип экспериментального транзисторного компьютера, за которым вскоре последовали полноразмерные реализации в академических и промышленных кругах.
Источники:
Ифра, Жорж (2001). Всеобщая история вычислений: от счетов до квантового компьютера. Джон Уайли и сыновья. ISBN 0-471-39671-0.
Основной особенностью лампового компьютера является использование электронных ламп в качестве основного электронного компонента, который отличается большими размерами, высоким энергопотреблением, коротким сроком службы, низкой надежностью и высокой стоимостью, а также внутренней памятью. использует ртутную линию задержки. В этот период не существовало системного программного обеспечения, написанного на машинном языке и языке ассемблера. Компьютеры можно использовать только в нескольких передовых областях, как правило, для научных, военных и финансовых расчетов.
Каталог
Хотя первое поколение электронных компьютеров довольно неуклюже, громоздко, дорого и сложно в эксплуатации, именно путь развития компьютеров произвел революцию в общественной жизни человека. Первое поколение электронно-вычислительных машин относится к периоду с 1946 по 1958 год. В это время базовая схема компьютера использует структуру и программу электронной лампы для перехода от запрограммированной вручную программы машинных инструкций к символическому языку. Первое поколение электронно-вычислительных машин стало началом революционного развития вычислительных средств. Его двоичная система и хранилище программ заложили основу для современных электронных вычислительных технологий.
В этом видео представлены ранние компьютеры на электронных лампах 1949–1960 годов.
14 февраля 1946 года в Пенсильванском университете был создан первый электронный компьютер ENIAC. Однако он громоздкий и экстраполируется из программы, что не удобно в использовании. Компьютерная операция, которая занимает всего несколько минут или несколько часов, требует от программы от нескольких часов до нескольких дней. Когда разработка ENIAC была близка к успеху, Джон фон Нейман, работавший консультантом на испытательном полигоне в Бертине, знал эту новость. Тщательно изучив преимущества и недостатки ENIAC, он представил новый проект EDVAC в 1946 году с помощью других. Компьютер в этой схеме включает вычислитель, контроллер, память, устройство ввода и вывода. Кроме того, в электронных расчетах впервые используется двоичный код и реализовано хранение программ, что повышает скорость расчета и делает возможным автоматический расчет.
Пока что это основа всего компьютерного дизайна. В 1949 году Кембриджский университет первым в мире создал первый в мире компьютер с программной памятью EDSAC с электронным запоминающим устройством с задержкой. EDVAC фон Неймана был сделан в несколько поворотов и, наконец, был сделан в 1952 году. Кроме того, американец китайского происхождения Ан Ван предложил идею хранения данных с помощью магнитных сердечников в 1950 году, а память на магнитных сердечниках была запатентована им в 1951 году. Он используется в качестве основной памяти почти всех электронных компьютеров с 1950-х по 1970-е годы.
Ⅱ Семена компьютеров
2.1 Вакуумная лампа
В 1904 году британский физик Флеминг изобрел первую в мире электронную лампу. С этой целью Флеминг получил патент на это изобретение.Рождение первой человеческой трубки ознаменовало вступление мира в электронный век. В первом в мире компьютере используется 18 000 трубок площадью 170 м*2, весом 30 тонн и потребляемой мощностью 150 кВт.
Говоря об изобретении электронной лампы, мы должны начать с «эффекта Эдисона». Изучая срок службы лампы накаливания, он приваривал небольшой кусок металла вокруг углеродной нити накала колбы. В результате он обнаружил странное явление: хотя кусок металла не соприкасается с нитью накала, нить генерирует ток и стремится к соседнему куску металла. Откуда взялось это таинственное течение? Эдисон не мог этого объяснить, но запатентовал изобретение, назвав его «эффектом Эдисона». Позднее было доказано, что ток возникает из-за того, что раскаленный металл может испускать электроны в окружающую среду. практическое значение этого эффекта представляет британский физик и инженер-электрик Флеминг.
Диод Флеминга — новое изобретение, и он хорошо работает в лаборатории. Однако по какой-то причине он не очень удачен в реальном использовании детектора, потому что он не так надежен, как придуманный тогда же природный детектор. Поэтому на развитие радио в то время это никак не повлияло.
Вскоре после этого американский изобретатель Де Форрест гениально добавил сетку между нитью накала и пластиной диода и изобрел первый вакуумный транзистор. Это небольшое изменение принесло неожиданные результаты. Он не только более чувствительно реагирует, но и издает музыку или звуковые вибрации. Более того, он сочетал в себе функции обнаружения, усиления и генерации. Поэтому многие считали изобретение триодов настоящей точкой рождения электронной промышленности. Сам Де Форрест тоже был очень удивлен, сказав, что «я нашел невидимую воздушную империю».
Появление электронных ламп способствовало расцвету радиоэлектроники. Примерно к 1960 году радиоиндустрия в западном мире производила 1 миллиард радиоламп в год. Помимо усилителей телефонии, морской и воздушной связи, электронные лампы также широко используются в домашних развлечениях, трансляции новостей, образовательных программ, литературы и музыки тысячам домохозяйств. Электронные лампы также способствовали изобретению и дальнейшему развитию самолетов, радаров и ракет.
Трехногая трубка фокусника была удобным инструментом в исследованиях электроники. Ламповое устройство доминирует в области электронных технологий уже более 40 лет. Однако нельзя отрицать, что электронная лампа была очень громоздкой, имела большое энергопотребление, короткий срок службы и высокий уровень шума, кроме того, процесс изготовления был еще и очень сложным. Поэтому вскоре после появления электронной лампы люди пытались найти новые электронные устройства. В годы Второй мировой войны недостатки электронной лампы были более очевидны. Обычная электронная лампа, используемая в рабочем диапазоне радиолокаторов, крайне нестабильна, а лампы, используемые в мобильных военных приборах и оборудовании, были более громоздкими и склонными к выходу из строя. Таким образом, присущая лампам слабость и острая необходимость военного времени побудили многие научно-исследовательские подразделения и ученых сосредоточиться на быстрой разработке новых твердых компонентов для замены электронных ламп. Позже лампу заменили, а альтернативу лампе назвали транзистором.
Он представляет собой отношение анодного напряжения к напряжению сети при неизменном анодном токе.
б. Крутая проводимость S=Ia/Ugk (ток анода: Ia; напряжение затвора: Ugk)
Показано, что в случае, когда анодное напряжение поддерживается постоянным, единичное изменение напряжения затвора влияет на количество единиц анодного тока.
<р>в. Внутреннее сопротивление Ri=Uak/Ia (напряжение затвора: Uak; анодный ток: Ia)
Показано, что в случае, когда напряжение затвора поддерживается постоянным, изменение единичного тока затвора влияет на количество единиц анодного напряжения.
Вышеуказанные значения также могут быть выражены как коэффициент увеличения μ = S × Ri
Ⅲ История компьютеров первого поколения
3.1 История ЭВМ
ENIAC (электронный числовой интегратор и калькулятор), первый в мире электронный компьютер-гигант: весит 30 тонн, занимает площадь 170 квадратных метров, имеет 18 800 внутренних трубок, 6 000 переключателей, 7 000 резисторов, 10 000 конденсаторов, 500 000 проводов, и потребляет 140 кВт мощности, может выполняться 5000 добавлений в секунду. Во время Второй мировой войны обе стороны противника использовали авиацию и артиллерию, чтобы яростно бомбить другие военные объекты. Чтобы быть точным, требовалось точно рассчитать и нарисовать «диаграмму стрельбы». Сверившись с таблицей для определения угла дульного среза, снаряд можно выстрелить в середину мишени. Однако каждое число можно получить тысячей операций несколько тысяч раз. Дюжина человек может сосчитать несколько месяцев с помощью механического компьютера, чтобы заполнить карту. В ответ на эту ситуацию люди начали изучать использование электронных ламп в качестве «электронных переключателей» для повышения вычислительной скорости компьютеров. Многие ученые участвовали в экспериментах и исследованиях и, наконец, создали первый в мире электронный компьютер ENIAC.
В середине 1940-х годов Департамент электротехники Пенсильванского университета под руководством Джона В. Мочли и Дж. Преспера Эккерта разработал электронный численно-интегральный компьютер ENIAC для расчета баллистической траектории артиллерийских орудий для Aberdeen Ballistic. Исследовательская лаборатория артиллерийского управления армии США. Этот гигант был представлен в США 15 февраля 1946 года. Появление этого компьютера знаменует собой начало компьютерной эры.
Электронный числовой интегратор и компьютер ENIAC
До своих предшественников самый ранний компьютер был своего рода сумматором. Ее изобрел французский математик Баскар, а затем усовершенствовал для использования в качестве «дифференциальной машины» для четырех арифметических операций.
В 1801 году француз Жозеф Жаккар изобрел перфокартон. Это вводит две важные концепции для разработки компьютеров будущего:
Во-первых, информация может быть закодирована на перфокарте (закодирована), то есть программой. Во-вторых, информация может храниться на карте, и когда карты сгруппированы вместе, их можно использовать как серию инструкций, то есть программ. Потом был человек, Чарльз Бэббидж, которого называли «отцом компьютера», он сделал более мощную машинно-аналитическую машину, которая была очень похожа на современные компьютеры.
3.2 Применение и усовершенствование компьютера на электронных лампах
Эти изобретения являются инструментами, используемыми для помощи в вычислениях, и в них нет функции запоминания и хранения данных, поэтому его нельзя назвать «компьютером» (если функция компьютера строго определена). До 1946 года американцы Мокли и Эккерт изобрели первое поколение компьютеров, ENIAC, и первое поколение компьютеров занимало площадь двух классных комнат. Компонентами компьютера в то время были вакуумные лампы, а хранилищем — перфокарта.
Поэтому изобретение компьютера является результатом совместных усилий группы исследователей, но ключевую роль в нем сыграла конструкторская мысль математика фон Неймана, поэтому его называют отцом современного компьютера.
Компьютеры первого поколения характеризуются операционными командами, запрограммированными для выполнения определенных задач. Каждая машина имеет свой собственный машинный язык с ограниченной функциональностью и низкой скоростью работы. Еще одной важной особенностью является использование вакуумных трубок и барабанов для хранения данных. Первый электронный ламповый компьютер (ENIAC) имеет 18 000 ламп для десятичных вычислений до 5000 раз в секунду. Из-за временных и технологических ограничений он имеет недостатки, такие как большой объем, высокое энергопотребление, высокое тепловыделение, короткий срок службы, низкое энергопотребление, хрупкая конструкция и необходимость в высоковольтных источниках питания. Кроме того, уровень потерь вакуумных ламп довольно высок, потому что вакуумную лампу можно сжечь почти каждые 15 минут, и оператору требуется более 15 минут, чтобы найти сломанную вакуумную трубку.
В этот период не было системного программного обеспечения, написанного на машинном языке или языке ассемблера. Поэтому его можно использовать только в нескольких передовых областях, как правило, для научных, военных и финансовых расчетов. Со временем большинство из них были в значительной степени заменены твердотельными транзисторами. Однако электронная лампа имеет большую нагрузочную способность и линейную производительность, превосходящую транзистор. Его рабочие характеристики в высокочастотных и мощных полях лучше, чем у транзисторов, поэтому он продолжает играть незаменимую роль в мощных радиопередатчиках и других местах.
Как компьютер первого поколения, это тип компьютера, связанный со следующим поколением и способствовавший развитию компьютеров.
Ⅳ Часто задаваемые вопросы об основах работы Лампового компьютера
1. Каким был первый компьютер?
ENIAC (/ˈɛniæk/; электронный числовой интегратор и компьютер) был первым программируемым электронным цифровым компьютером общего назначения. Он был завершен по Тьюрингу и позволял решать «большой класс числовых задач» посредством перепрограммирования.
2. Для чего используются электронные лампы в компьютерах?
Электронное устройство, управляющее потоком электронов в вакууме. Он используется в качестве переключателя, усилителя или экрана дисплея (ЭЛТ). Электронные лампы, используемые в качестве переключателей, позволили первым компьютерам выполнять цифровые вычисления.
3. Какие электронные лампы использовались в компьютерах?
ЭНИАК. Электронный числовой интегратор и компьютер, также известный как ENIAC, был первым компьютером, в котором использовалась электровакуумная лампа.
4. Когда в компьютере была изобретена вакуумная лампа?
1939 г. Эта схема стала основой триггера, схемы с двумя состояниями, которая стала фундаментальным элементом электронных двоичных цифровых компьютеров. Компьютер Атанасова-Берри, прототип которого был впервые продемонстрирован в 1939 году, теперь считается первым компьютером на электронных лампах.
5. В чем был главный недостаток электронных ламп?
Вакуумные лампы: недостатки Громоздкие, поэтому менее подходят для портативных устройств. Обычно требуется более высокое рабочее напряжение. Высокое энергопотребление; требуется подача нагревателя, который генерирует отработанное тепло и дает более низкую эффективность, особенно для цепей с малым сигналом. Стеклянные трубки хрупкие по сравнению с металлическими транзисторами.
6. Кто изобрел ламповый компьютер?
Джон Амброуз Флеминг, термоэлектронная эмиссия В 1904 году английский физик Джон Амброуз Флеминг воспользовался этим эффектом, чтобы создать первое устройство с вакуумной трубкой, названное колебательным клапаном. Устройство Флеминга состояло из двух электродов, катода и анода, размещенных на концах герметизированной стеклянной трубки.
7. В какой стране был изготовлен первый компьютер?
Англия Чарльз Бэббидж родился в Англии и провел там свою жизнь и карьеру. Но изобретение электронных компьютеров, с которыми мы знакомы сегодня, было сделано Аланом Мэтисоном Тьюрингом, английским ученым. Алан Тьюринг родился 23 июня 1912 года в Лондоне. Таким образом, страна, которая изобрела компьютер, — Англия.
8. Что заменило электронные лампы в компьютерах?
Транзистор Транзистор, который по сути функционирует как твердотельный электронный переключатель, заменил менее подходящую вакуумную лампу.
9. Как работает компьютер на электронных лампах?
Основным принципом работы вакуумной трубки является явление, называемое термоэлектронной эмиссией. Это работает следующим образом: вы нагреваете металл, и тепловая энергия выбивает несколько электронов. . Когда катод нагревается и к аноду прикладывается положительное напряжение, электроны могут течь от катода к аноду.
10. Как электронные лампы работают в компьютерах первого поколения?
Компьютеры первого поколения использовали электронные лампы в качестве основных компонентов для памяти и схемы для ЦП (центрального процессора). Эти трубки, как и электрические лампочки, производили много тепла, и установки часто перегорали.
Как и многие другие запатентованные изобретения конца 19 - начала 20 века, точное происхождение вакуумной трубки немного туманно. Но Джон Амброуз Флеминг, как правило, получает признание, и это большой шаг вперед, который закладывает основу для эпохи современной электроники.
Чтобы повторно просмотреть эту статью, перейдите в раздел "Мой профиль" и выберите "Просмотреть сохраненные истории".
Чтобы повторно просмотреть эту статью, перейдите в раздел "Мой профиль" и выберите "Просмотреть сохраненные истории".
1904: Британский инженер Джон Амброуз Флеминг изобретает и патентует термоэмиссионный клапан, первую вакуумную трубку. С этим достижением начинается эпоха современной беспроводной электроники.
Хотя Верховный суд в конце концов аннулировал патент Флеминга в США, постановив, что технология, которую он использовал для своего изобретения, уже была известна, он остается признанным изобретателем вакуумной лампы, диода (имеющего два электрода), который мог бы доходящие до приложений. Лампа была стандартным оборудованием в радиоприемниках, радарах, ранних телевизорах и других формах электронной связи в течение как минимум полувека, пока в середине 20 века ее не заменила твердотельная электроника.
Принцип термоэлектронной эмиссии, то есть передачи заряженного тока с помощью нагретого проводника, был, безусловно, хорошо понят до того, как Флеминг включил его в свою трубку. Впервые об этом сообщили в 1873 году, и ряд других инженеров и физиков, в том числе Томас Эдисон, экспериментировали с ним.
Однако электровакуумная лампа Флеминга стала крупным прорывом в технологии.
За свою работу Флеминг получил рыцарское звание в 1929 году, а в 1933 году был награжден Почетной медалью Института радиоинженеров (ныне Институт инженеров по электротехнике и электронике).
Флеминг прожил достаточно долго, чтобы увидеть, как плоды его труда буквально спасли Британию во время Второй мировой войны. Радарные установки, использующие диоды Флеминга, оказались решающими в битве за Британию, позволив относительно небольшому количеству британских истребителей эффективно отразить натиск люфтваффе на родной остров.
Флеминг умер в 1945 году в возрасте 95 лет.
Фото: британский инженер-электрик Джон Амброуз Флеминг изобрел термоэлектронный клапан. (Коллекция Халтон-Дойч/Корбис)
