رادیوهای لامپی

در دانش الكترونیك، «لامپ خلأ» یا «لامپ گرمایونی» وسیله ای است كه عموماً برای تقویت یا اصلاح یك سیگنال استفاده می شود. لامپ های خلأ كه زمانی در اغلب دستگاه های الكترونیك استفاده می شدند، امروزه تنها برای برخی كاربردهای خاص مورد استفاده قرار می گیرند. به جای لامپ های خلأ، اكنون از ترانزیستورهایی كه بسیار كوچك تر و ارزان تر از آنها هستند- چه به صورت مجزا و چه در مدارهای یكپارچه (Integrated Circuit: IC)- استفاده می شود.یك لامپ خلأ از الكترودهایی تشكیل شده است كه در محیط بی هوای یك محفظه عایق و مقاوم در برابر حرارت قرار گرفته اند. این محفظه در شكل كلاسیك خود از جنس شیشه است، اما لامپ های خلأ پرتوان از سرامیك یا فلز ساخته می شوند. الكترودها به پایه هایی سربی متصلند كه از درون محفظه عبور كرده و در برابر عبور هوا عایق بندی شده اند. در اغلب لامپ های خلأ پایه های سربی به شكلی طراحی شده اند كه برای جایگزین كردن آسان، درون «سوكت»های مخصوص قرار بگیرند. ساده ترین انواع لامپ های خلأ شبیه لامپ های مهتابی هستند كه در آنها یك رشته سیمی نازك (فیلامان) درون یك محفظه شیشه ای خالی از هوا محبوس شده است. فیلامان در اثر گرم شدن، الكترون ها را به درون خلأ می فرستد كه این فرآیند «تابش گرمایونی» نامیده می شود. ابر الكترونی كه بدین ترتیب تشكیل شده و دارای بار منفی است، «بار فضایی» خوانده می شود. در صورتی كه داخل محفظه یك صفحه فلزی دارای بار مثبت تعبیه شده باشد، الكترون ها به سمت آن كشیده می شوند. نتیجه این پدیده، ایجاد جریانی از الكترون ها از فیلامان به سوی صفحه فلزی خواهد بود. این فرآیند نمی تواند به صورت معكوس روی دهد چون صفحه فلزی گرم نمی شود و در نتیجه الكترون گسیل نمی كند. به این ترتیب، چنین لامپ خلایی به صورت «دیود» (Diode) عمل می كند: دستگاهی كه جریان الكتریكی را تنها در یك جهت برقرار می كند.نیكلا تسلا فیزیكدان آمریكایی در آوریل ۱۸۸۷ اولین نمونه لامپ خلأ را ابداع كرد. جان آمبروز فلمینگ، مشاور علمی شركت رادیوی ماركونی، در سال ۱۹۰۴ دیود را با نظارت مخترع پرآوازه توماس ادیسون اختراع كرد. در سال ۱۹۰۶ لی دوفارست با افزودن یك الكترود دیگر (به شكل سیم یا صفحه ای خمیده بین فیلامان و صفحه فلزی) دریافت كه جریان الكتریكی گسیل شده از فیلامان به صفحه فلزی، به ولتاژ اعمال شده به الكترود سوم بستگی دارد؛ ضمن آن كه خود این الكترود جریان زیادی را از خود عبور نمی دهد. با تغییر ولتاژ اعمالی به الكترود سوم (موسوم به شبكه توری) از منفی به مثبت، جریان الكترون ها از فیلامان به صفحه فلزی نیز متناسب با آن تغییر می كرد. به این ترتیب شبكه توری نقش «كنترل كننده» جریان را بازی می كرد. در نتیجه دستگاه حاوی سه الكترود كه بدین ترتیب ساخته شده بود، یك «تقویت كننده» (Amplifier) ولتاژ بسیار عالی و حساس بود. دوفارست دستگاه اختراعی خود را «آودیون» (Audion) نامید كه البته بیشتر به نام «تریود» (Triode) شناخته می شود. تریود كه وسیله ای هم تراز ترانزیستورهای امروزی بود، در فرستنده ها و گیرنده های رادیویی نیز مورد استفاده قرار گرفت و موجب تولید نسل بعدی رادیوها بعد از رادیوهای كریستالی (صفحه رسانه ۲۴ مهر را ببینید) شد.لامپ های خلأ جز رادیو، در اولین نسل بسیاری دیگر از دستگاه های الكترونیك نظیر تلویزیون و رایانه نیز حاضر بودند. در كامپیوتر «كلوسوس» از ۲۰۰۰ و در «انیاك» از حدود ۱۸۰۰۰ لامپ خلأ استفاده شده بود. برخلاف ترانزیستور، لامپ های خلأ به طور ذاتی در برابر «اثر پالس الكترومغناطیسی» ناشی از انفجارهای هسته ای ایمن هستند و این ویژگی باعث شده تا همچنان در كاربردهای نظامی از آنها استفاده شود. جز این برای كاربردهایی كه نیاز به توان بالا دارند نیز هنوز از لامپ های خلأ استفاده می شود: اجاق های ریز موج (مایكروویو)، گرمایش صنعتی با فركانس های رادیویی و تقویت پرتوان برای پخش رادیو- تلویزیونی. لامپ های خلأ در میان بسیاری از علاقه مندان به موسیقی الكترونیك نیز طرفداران زیادی دارند، چرا كه ویژگی های صوتی آلاتی كه از لامپ خلأ استفاده می كنند بسیار فراتر از دستگاه های الكترونیكی حاوی ترانزیستور است. صدای شاخص برخی از انواع (ژانرهای) موسیقی نظیر «راك كلاسیك» و «ریتم اند بلوز» براساس اصوات ناشی از لامپ های خلأ شكل گرفته است و هنوز هم شركت های بسیاری با استفاده از فناوری لامپ های خلأ، به تولید سخت افزارهای صوتی مخصوص می پردازند.
علی اكبر قزوینی

منبع : روزنامه شرق