為了顯著提升電子管的放大系數(shù)，傳統(tǒng)的三極管基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新性改進(jìn)，于陽極與控制柵極之間增設(shè)一個特殊柵極——簾柵極，從而誕生了四極管這一新型電子管。簾柵極通常被施加遠(yuǎn)高于陰極的正電壓，這一特性使其成為具有強大加速能力的電極。在它的作用下，電子能夠以更高的速度快速奔向陽極，進(jìn)而使控制柵極對電子的調(diào)控效能顯著增強，直接帶來了放大系數(shù)的大幅提升，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)三極管。
然而，這一設(shè)計也引發(fā)了一系列新的問題。由于簾柵極對電子的強大加速作用，電子以極高的速度撞擊陽極，其碰撞動能巨大，足以從陽極表面激發(fā)出所謂的二次電子。這些高速運動中產(chǎn)生的二次電子，部分會被簾柵極捕獲，進(jìn)而形成簾柵電流。隨著簾柵電流的上升，會引起簾柵電壓的下降，最終導(dǎo)致陽極電流的減少，這在很大程度上限制了四極管放大系數(shù)的進(jìn)一步提升。
為有效破解這一技術(shù)難題，工程師們在四極管簾柵極外側(cè)的兩端巧妙地加入了兩個與陰極相連的集射極。鑒于集射極與陰極電位相同，對電子產(chǎn)生了明顯的排斥效果。在電子穿過簾柵極之后，集射極的排斥力促使電子按照特定方向有序運動，形成扁平形狀的電子射束。這種扁形電子射束具有極高的電子密度，進(jìn)而在其周圍營造出一個相對低壓的區(qū)域。當(dāng)二次電子從陽極表面被激出后，受到這一低壓區(qū)的排斥力作用，被重新推回陽極，由此實現(xiàn)了簾柵電流的大幅削減，顯著增強了電子管的整體放大能力。這種經(jīng)過創(chuàng)新改良的電子管被稱為束射四極管。束射四極管不僅在放大系數(shù)上遠(yuǎn)超三極管，而且得益于其較大的陽極面積，能夠承載更高的電流通過，因此在現(xiàn)代功放機等大功率電子設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用，成為功率放大的關(guān)鍵元件。
在實際應(yīng)用中，許多老舊電子管常常面臨陰極嚴(yán)重老化的問題，而其中一個重要誘因就是陰極中毒現(xiàn)象。多種化學(xué)物質(zhì)，如氧氣、一氧化碳、二氧化碳、水汽、硫化物、鹵素、碳?xì)浠衔锏?，都有可能引發(fā)陰極中毒。以老舊電視機中的阻尼管為例，這類電子管長期在高壓環(huán)境下運行，致使云母片出現(xiàn)發(fā)黃現(xiàn)象。而在高電壓與高溫的雙重作用下，云母片部分分解，產(chǎn)生微量水汽，同時管內(nèi)還會出現(xiàn)大量云母碎屑。這些水汽和碎屑會對陰極產(chǎn)生不良影響，導(dǎo)致陰極發(fā)射特性變差。當(dāng)然，陰極老化的成因復(fù)雜多樣，還存在其他多種因素共同作用。
電子管相較于晶體管，具有獨特的接觸電位特性，而晶體管則不具備這一特性。在理想狀態(tài)下，當(dāng)屏極電位接近于零時，仍會有屏流產(chǎn)生；而當(dāng)屏極電位變?yōu)樨?fù)值時，本應(yīng)迅速截止。然而，實際情況是，接觸電位主要受制造工藝水平的影響，而非單純由電極構(gòu)造決定。因此，即使電極構(gòu)造相同的電子管，若出自不同廠牌之手，其檢波特性也會呈現(xiàn)出一定差異。接觸電位在很大程度上決定了電子管的起始特性。
在晶體管中，不同材料制作的管子起始導(dǎo)通電壓各不相同，硅材料管子起始導(dǎo)通電壓相對較高，硒材料次之，鍺二極管則最低。至于特制的肖特基二極管，起始導(dǎo)通電壓可以更低。值得一提的是，在超外差收音機中，經(jīng)過中頻放大的信號通常具有較大的幅度。而一般情況下，日常收聽的廣播節(jié)目信號并非極其微弱，經(jīng)過變頻與中頻放大處理后，信號幅度已相當(dāng)可觀，此時起始特性的重要性相對降低。從理論上講，在超外差收音機的檢波環(huán)節(jié)，晶體管與電子管在起始特性上的差異并不會帶來顯著影響，略微偏高的起始導(dǎo)通電壓對檢波效果也不會構(gòu)成實質(zhì)性干擾。
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