电子管之父李德弗雷斯特

电子管之父李电子管之父李 德弗雷斯特德弗雷斯特 图图 1883 年 为人类贡献了 2000 余项发明的美国科学家爱迪生 T Edison 为寻找电灯泡最佳 灯丝材料 曾做过一项小小的实验 他在真空电灯泡内部碳丝附近安装一小截铜丝 希望铜丝能 阻止碳丝蒸发 实验结果使爱迪生大失所望 但在无意中 他发现 没有连接在电路里的铜丝 却因接收到碳丝发射的热电子而产生了微弱的电流 爱迪生并不重视这个现象 只是把它记录在 案 申报了一个未找到任何用途的专利 称之为 爱迪生效应 被爱迪生本人忽略的 爱迪生效应 惊动了大洋彼岸的一位青年 1885 年 30 岁的英国电气 工程师弗莱明 J Fleming 博士坚持认为 一定可以为热电子真空发射找到实际用途 经过反复 试验 他终于发现 如果在真空灯泡里装上碳丝和铜板 分别充当阴极和屏极 则灯泡里的电子 就能实现单向流动 经过多次实验 1904 年 弗莱明研制出一种能够充当交流电整流和无线电检 波的特殊灯泡 热离子阀 从而催生了世界上第一只电子管 也就是人们所说的真空二极 管 然而 直到真空三极管的发明后 电子管才成为实用的器件 真空三极管的发明者是美国科 学家李 德福雷斯特 Lee de Forest 1873 1961 德福雷斯特 1873 年 8 月 26 日出生于美国中西部爱荷华州 很小的时候 父亲带着全家迁往 阿拉巴马州 接管了一所破产的公理会学校 过着拮据的生活 当地白人社区反对他父亲收留黑 人上学 十分看不起他们家庭 所以小德福雷斯特很少与人交往 养成了较孤僻的性格 孩提时期的德福雷斯特并不出众 被老师认为是个平庸的孩子 他的唯一爱好是拆装各种机 械小玩意 志向不大 只想做个机械技师或者当一名机械工 但他很快就被 19 世纪末科技的飞速 发展所激励 13 岁便 发明 了好几种小机器 虽然父亲希望儿子将来成为一位牧师 但德福雷 斯特暗自决定以科学研究作为自己一生的奋斗目标 20 岁那年他考取了耶鲁大学谢菲尔德理学院 的奖学金 班上的同学都叫他 学校里最平庸 最神经质的学生 除了电学 特别是电磁波传 播之外 他似乎对其他事都不感兴趣 由于奖学金很少 德福雷斯特不得不经常为别人打工 1899 年 他终于获得了物理学哲学博士学位 本来 德福雷斯特应该留在大学任教 但有一件事情永远改变他的人生轨迹 事情发生在 1899 年秋 德福雷斯特正在撰写博士论文 平行导线两端赫兹波的反射作用 其内容可能是当时美国所有大学里涉及到无线电的第一篇 在此期间 一年一度的国际快艇比赛 就要在纽约揭开序幕 这一届盛大赛事因意大利无线电发明家马可尼的来访显得黯然失色 纽 约先驱论坛报 连篇累牍的宣传报道 把马可尼将要进行无线电表演的消息搅得沸沸扬扬 然而 多年孜孜以求的苦思 德福雷斯特不愿就此中止有趣的试验 他沉思了一会 突然抓 起一根导线 弯成 Z 型 小心翼翼地把它安装到灯丝与金属屏板之间的位置 这根导线 或许 他想用来同时接收灯丝发射的电子 或许还想派上其他什么用途 殊不知他装上的这根小小的导 线 竟会影响到 20 世纪电子技术的发展进程 德福雷斯特极其惊讶地发现 Z 型导线装入真空管内之后 只要把一个微弱的变化电压加在它 的身上 就能在金属屏板上接收到更大的变化电流 其变化的规律完全一致 德福雷斯特发现 的正是电子管的 放大 作用 后来 他又把导线改用像栅栏形式的金属网 于是 他的电子管 就有了三个 极 丝极 屏极和栅级 其中那个栅极承担着控制放大电信号的任务 1907 年 德福雷斯特向美国专利局申报了真空三极管 电子管 的发明专利 然而 由于合伙人的欺骗 德福雷斯特的公司曾两度倒闭 1912 年 他甚至无辜受到美国纽 约联邦法院的传讯 有人控告他的公司推销积压产品 进行商业诈骗 愚昧的法官判决说 德福 雷斯特发明的电子管是一个 毫无价值的玻璃管 1912 年 顶着随时可能入狱的压力 德福雷斯特来到加利福尼亚旧金山附近的帕洛阿托小镇 坚持不懈地改进真空三极管 在爱默生大街 913 号小木屋 德福雷斯特把若干个三极管连接起来 与电话机话筒 耳机相互连接 再把他那只 走时相当准确的英格索尔手表 放在话筒前方 手 表的 滴哒 声几乎把耳朵震聋 帕洛阿托市的德福雷斯特故居 至今依然矗立着一块小小的纪念牌 以市政府名义书写着一 行文字 李 德福雷斯特在此发现了电子管的放大作用 用来纪念这项伟大发明为新兴电子 工业所奠定的基础 这个地方 如今已成长为全球闻名的硅谷 德福雷斯特是一位多产的发明家 一生获得了多达 300 余项专利 除了电子管之外 他的发 明还包括在电影胶片边缘录制声音的技术 医学上使用的高频电热理疗机等等 他在商业上却屡 屡失败 技术发明并没有给他带来什么经济效益 许多重要的专利都低价卖给了美国电话电报公 司 AT T 就连电子管放大器的专利 也只卖了 39 万美元 但是 他的发明也为他赢得 无线电 之父 电视始祖 和 电子管之父 的称号 1961 年 7 月 30 日 88 岁高龄的李 德福雷斯特在加利福尼亚的好莱坞去世 下葬于绿树环 绕的圣弗朗多公墓 电子管主要用在无线电装置里 它的诞生为通讯 广播 电视等技术的发展铺平了道路 可 是 人们不久还发现 真空三极管除了可以处于放大状态外 还可充当开关器件 其速度要比继 电器快成千上万倍 电子管很快受到计算机研制者的青睐 计算机历史也因德福雷斯特而跨进了 电子的纪元 那天清晨 马可尼准时登上了停泊在港口的一艘军舰 及时地把比赛的消息用无 线电报拍发回来 整整 5 个小时 纽约先驱论坛报 的总部收到了马可尼发来的 4000 多字的新闻报道 使美国新闻记者们大开眼界 叹服不已 观众簇拥着马可尼走下军舰 热情的人们要求 无线电之父 马可尼在港口为他 们做一次现场演示 德福雷斯特自然也在围观的人群中 他大胆走到马可尼的身后 仔细研究起无线电设备来 马可尼和蔼可亲 毫无保留地向青年学生讲解了无线电发 报机的原理 并且告诉他 由于 金属屑检波器 的灵敏度太差 严重影响收发效果 正是与马可尼的这次谈话 使德福雷斯特立下了发明创新的宏图大志 毕业后 他首先在芝加哥西方电气公司实验室工作 不久便发明了电解检波器和 交流发射机 1902 年 他在纽约泰晤士街租了间破旧的小屋 创办了德福雷斯特无线 电报公司 一心一意想要发明出更先进的无线电检波装置 同时 他也要以自己的发 明 向美国公众展示无线电应用前景 就在研究进展不太顺利的时候 英国弗莱明发明真空二极管的消息传来 像闪电 一般