德富雷斯特最大的成就是在1906年, 發明出了第一個放大真空管。 這個真空管有著全新又重要的功能:能增加無線電訊號的功率。 過去的無線電訊號微弱, 一定要使用耳機才能聽得見。 如果無線電要變得普及, 一定要讓聲音大到許多人都能聽見才行, 也就是說, 需要使用擴音器, 而擴音器就是由強大的電訊號驅動。
開端
德富雷斯特當時將他的發明取名為 Audion, 這種電子裝置可以將輸入端的微小電訊號放大, 並從另一端輸出。
Audion是一種三極真空管, 有三個接頭:陽極(Anode)、陰極(Cathode)和控制柵(control grid)。 當電流通過燈絲(陰極)時會將之加熱,
從真空管到電晶體
當工程師發現放大器有多好用後, 就立刻將之運用到無線電、電話系統、科學儀器上等許多設備上。 在接下來的五十年裡, 有上千萬甚至上億支真空管被生產出來。 然而, 真空管有著許多缺點──又大、又貴、又燙。
因此, 到了1945年, 美國的貝爾實驗室集結了一群科學家, 希望能找到能替代真空管的方案。
以放大器製作的觸摸開關
在這一期中, 我們要使用由李‧德富雷斯特做為先驅的電子放大器, 打造一個觸摸開關。 我們會使用一對簡單的固態電晶體(其實原則上, 德富雷斯特的三極真空管也可以用在這個製作中)來放大流過你指尖的微小電流。
你的身體具有相當的電阻, 因此你沒辦法直接用手抓住兩條電線, 接上低電壓(6伏特)直流電源來形成足夠將LED點亮的電流。
請參考上面的電路圖來組裝你的觸摸開關。 如果你用的是 免焊麵包板, 這個製作就相對簡單, 只要參考這裡的圖片就好。 或者你也可以直接將元件焊接在一起。
1. 首先, 請確定LED的正極, 通常是比較長的那根接腳。 2. 將電晶體拿起來, 平的面朝向你, 腳朝下, 左邊那支接腳是集極(collector)、中間那支接腳是基極(base)、右邊那支接腳則是射極(emitter)。 3. 將第一電晶體射極接上第二電晶體的基極, 並將第二電晶體射極接上麵包板負極軌, 第一電晶體基極用跳線接到麵包板上沒有用到的一排上(見下圖)。
4. 在第一電晶體集極與麵包板正極軌之間加上100kΩ電阻。 將LED正極接到麵包板正極軌, 然後, 請在LED負極和第二電晶體集極之間加上220Ω電阻(見下圖)。
5. 接著,請將2條跳線垂直放在麵包板上來打造觸摸開關。一條放在麵包版正極軌,另一條垂直跳線接到第一電晶體基極上面的小跳線上。你也可以將LED與蜂鳴器並聯。最後,將6V電池座連接至麵包版的正極軌與負極軌上(如下圖)。
放大吧!
在這個電路中,放大器彼此串聯放大訊號,將原本的電流放大了幾百倍。當你同時按住連接6V電軌的裸線和連接100K電阻的電晶體基極時,微小的電流會從電池流過你的手指,再流到電晶體基極。
電流先由第一電晶體放大,接著再由第二電晶體放大,最後足夠將LED點亮並讓蜂鳴器響起。恭喜你,你完成了你的自製電流放大觸摸開關了!
5. 接著,請將2條跳線垂直放在麵包板上來打造觸摸開關。一條放在麵包版正極軌,另一條垂直跳線接到第一電晶體基極上面的小跳線上。你也可以將LED與蜂鳴器並聯。最後,將6V電池座連接至麵包版的正極軌與負極軌上(如下圖)。
放大吧!
在這個電路中,放大器彼此串聯放大訊號,將原本的電流放大了幾百倍。當你同時按住連接6V電軌的裸線和連接100K電阻的電晶體基極時,微小的電流會從電池流過你的手指,再流到電晶體基極。
電流先由第一電晶體放大,接著再由第二電晶體放大,最後足夠將LED點亮並讓蜂鳴器響起。恭喜你,你完成了你的自製電流放大觸摸開關了!