♦️340の5『自然と人間の歴史・世界篇』真空管の発明(フレミング、1904)

340の5『自然と人間の歴史・世界篇』真空管の発明(フレミング、1904)

　それは、偶然のことだった。イギリスの物理学者ジョン・フレミングは、電波を使った通信に関わっており、エジソンが発見したかかるエジソン効果が整流作用に活用できるのではないかと考えた。

　具体的には、ラジオ受信機に必要な検波機能を考えた場合、高周波電流から音声情報を取り出して電気信号に整流する技術が不可欠であったからだ。

　そのフレミングは、こちらの方面に関心の薄いエジソンから実験球をもらい受け、研究に没頭、1904年に整流器として機能する二極真空管を発明するのに成功する。

　ここに二極真空管のフィラメント部分に電流を流すとしよう。そこからは、加熱され熱電子が放出される。具体的には、フィラメント(cathode：カソード、陰極）からプレーと、Plate（anode：アコード、陽極）側に正電圧を加えると、放出した熱電子は陽極に向かって飛び出す。

　その結果として、フィラメントからプレートへ向けて電子が流れ、プレート側からフィラメント側へ電流が流れよう。また今度は、フィラメントとプレートの電圧のかけ方を逆にして、プレートに負の電圧をかけてみよう。すると、プレート側に熱電子は飛んだりはせず、電流はプレートからフィラメントへのみ流れる、整流作用が働く。

　要するに、ここでの真空管の最大の持ち味というのは、カソードは加熱されているのにプレートは加熱されていないということから、プレートとカソードに逆向きに電池をつないでも、プレートから電子がほとんど飛び出さない、したがって、整流作用をもつ点である。

 

　いいかえると、1904年（明治37年）、フレミングが、エジソンの電球を基に発明した真空管は、二極真空管と呼ばれるものであった。この真空管の中では、加熱時に飛び出す電子がマイナスの負荷を帯びているため、プレートがプラスのときしか電気が流れない。
　それというのも、その仕組みとしては、プレートを電池のマイナスにつないだときには、マイナスの電子はマイナスのプレートに反発してしまい、プレート側に移動できないからなのだ。
　そういうことだから、通常の豆電球は、電池のプラスとマイナスを逆につないでも点灯するが、真空管はプレートがプラスの時だけ通電することになっている。そのため交流の電気や電波のように、電圧がプラスとマイナスの間を上下する波を真空管につなぐと、プラスの波だけ通し、かくて、真空管は電気の一方通行を行い、これを真空管の整流機能という。

 

　およそこのような働きのフレミングの二極管、さらに三極管は、それまでの鉱石検波器に取って代わっていく。


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♠️第二部
　さらに時代が下る中では、三極管ないし多極管となっていく。それとともに、時代は新たな素子を求めて、開発が行われていく、そしての第二次世界大戦後、真空管の一連の発明からかれこれ約50年後になると、新たな素子としての半導体の出現へとつながっていく。


(続く)

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