진공관 역사와 발전

진공관에 대한 역사

19세기에는 가스방전관 크룩스관 같은 진공관을 이용한 연구가 활발히 이루어졌습니다. Thomas Alva Edison, Nikola Tesla, Eugen Goldstein, Johann Wilhelm Hittorf 등등 여러 과학자와 발명가들이 해당 진공관 실험을 했습니다. .초기에는 주로 조명용으로 사용되었지만 전구 제외하고 이러한 관은 과학적 연구나 참신한 것으로만 사용되었습니다. 과학자와 발명가에 의해 확립된 기초는 후속 진공관 기술 발전에 중요한 역할을 했습니다.

 

 

다이오드(Diodes)

19세기 말, 무선 기술은 초기 단계에 있었고 Marconi Company는 무선 통신 시스템의 개발 및 구축에 참여했습니다. Guglielmo Marconi는 1899년에 영국 물리학자 John Ambrose Fleming을 과학 자문자로 지명했습니다. Fleming은 Edison Telephone (1879)과 Edison Electric Light (1882)에서 과학 자문자로 활동하였으며 Edison-Swan의 기술 컨설턴트로도 일했습니다. Marconi의 필요 중 하나는 변조된 무선 주파수에서 정보를 추출하는 디텍터의 개선이었습니다. Marconi는 자석 디텍터를 개발했으며 이는 코히어보다 자연스러운 무선 주파수 간섭에 덜 반응하지만 자석 디텍터는 전화 수신기에 오디오 주파수 신호만을 제공했습니다. 인쇄 장치를 구동할 수 있는 안정적인 디텍터가 필요했습니다. Edison 효과 전구에 대한 실험을 통해 Fleming은 전류를 한 방향으로만 전달하는 진동 밸브로 명명한 진공관을 개발했습니다. 이 진공관은 탄소 램프 필라멘트를 캐소드로 사용하며 전류를 통과시켜 일렉트론의 열전 발산을 유발했습니다. 캐소드에서 발산된 일렉트론은 양극(애노드)이 캐소드에 대해 양전압일 때 양극으로 향했습니다. 일렉트론은 역방향으로 통과할 수 없었으며 이는 양극이 가열되지 않았고 일렉트론의 열전 발산이 불가능했기 때문입니다. Fleming은 이 튜브에 대한 특허를 1904년 11월에 영국에서 제출했고 이 특허는 1905년 9월에 발행되었습니다. 나중에는 Fleming 밸브로 알려진 이 진동 밸브는 무선 수신기 회로의 디텍터 구성 요소로 무선 주파수 전류를 정류하는 데 사용되었습니다. 전기 감도면에서 큰 이점은 없었지만, 특히 선박 사용에서 크리스탈 디텍터의 조절 어려움과 진동이나 충격에 의한 크리스탈 디텍터의 조절에서 발생하는 문제에 대한 이점을 제공했습니다.

 

3극 진공관(Triodes)

19세기에 전신 및 전화 엔지니어들은 신호가 먼거리까지 전송될 수 있는 필요성을 인식했습니다.

3극 진공관은 1906년 오스트리아의 물리학자 로버트 폰 리벤(Robert von Lieben) 이 필라멘트와 플레이트 사이에 전류를 제어하기 위해 제어 그리드인 세 번째 전극을 추가한 튜브를 독립적으로 특허를 받으면서 세상에 알려 졌다.

폰리벤(Von Lieben)의 부분 진공의 3극 진공관에는소량의 수은 증기를 이용 약한 전화신호를 높이 위한 것이었다.

그로부터 1906년 10월 리 드 포레스트(Lee De Forest)는 다오오드에 하나의 전극을 추가하여 3극 진공관 설계특허를 획득 그것을 오디오온( Audion)이라 명칭을 부르며 무선 전신을 위한 새로운 수신기가 탄생하였다.

필라멘트와 플레이트 사이에 그리드가 위치하는 3 극관의 디자인은 1907년 1월 29일에 특허를 받았다.

폰리벤(Von Lieben)의 수은증기를 이용한 진공관과 마찬가지로 리 드 포레스트(Lee De Forest)의 오디오온( Audion)는 저압에서 약간에 가스가 포함되어 있었다.

로버트 폰 리벤(Robert von Lieben)의 진공관은 세계1차대전 직전 사망으로 발전을 이루어지지 못했다.

그반면 리 드 포레스트(Lee De Forest)의 오디오온( Audion)은 1912년경에 여러 연구자들에 의해 그 증폭능력이 인정 될 때까지 많이 사용되지 않았다.그들은 최초의 성공적인 증폭 무선 수신기와 전자발전기를 구축하는 데 사용되었으며.증폭 의 다양한 용도는 증폭의 급속한 발전에 동기를 부여했다. 1913년까지 디 포리스트로부터 오디온에 대한 권리를 구입 한 미국전화전신회사(ATT, American Telephone and Telegraph Company)의 해럴드 아놀드(Harold Arnold)와 자신의 진공관을 "Pliotron"으로 명명 한 제너럴 일렉트릭(General Electric)의 어빙 랭뮤어(Irving Langmuir)에 의하여 더 높은 진공도를 갖춘 개선된 버전을 개발되었다. 이것이 최초의 3극 진공관이다. 3극 진공관, 2극 진공관, 4극 진공관, 5극 진공관 등과 구별할 필요가 생겼을 때 등장하였다. 디 포리스트와 폰 리벤 사이에, 그리고 디 포리스트와 2극 진공관의 발명가인 존 앰브로즈 플레밍(John Ambrose Fleming)을 대표 하는 마르코니 회사(Marconi Company) 사이에 긴 소송이 있었다.