“真空管”(Vacuum Tube)，代表玻璃瓶內(nèi)部抽真空，以利于游離電子的流動，也可有效降低燈絲的氧化損耗。真空管被廣泛運用于生活中的各個角落。

一切由電子開始談起 。電子元件本來就是一項專精的電子物理學，利用材質(zhì)以及結(jié)構(gòu)上的特性，對電形成不同的反應。例如，利用兩片緊貼但不接觸的金屬 薄板，就可以形成電容;利用以硅為主的材質(zhì)，經(jīng)過適當?shù)闹瞥?，就可以變成半導體如二極體、電晶體以及IC等;將銅線以絕緣漆封裝形成漆包線，將漆包線卷起來就形成電感、加入鐵芯則成為變壓器、并接在一起就是李玆線。還有其他諸多電子元件，其實都是架構(gòu)在基礎(chǔ)物理現(xiàn)象上的精巧設計。

真空管當然不是無緣無故做幾片金屬板封裝在抽真空的玻璃瓶里進行實驗的，它的發(fā)展與發(fā)明大王愛迪生有著一段故事。電流與電子流動的方向恰巧相反在此之前試問一個小問題：電路分析上“電流”的方向與實際上“電子”流動的方向是否相同?答案是否，電流與電子流的方向是恰巧相反的。過去的科學家無法觀察電子流動的方向，于是統(tǒng)一說法，將電池的某一極設定為正極，其電壓為正電壓，電流由正極流至負極而形成一個封閉的回路。由于大家統(tǒng)一說法與作法，因此多年來并沒有發(fā)生任何沖突之事，直到了近代科學家有了更精良的設備，觀察之后遂推翻了之前的說法：“原來電子是由電池的負端流出來的”!(換言之，電子是從擴大機的喇叭負端流出，而從喇叭正端回流的)。

身為使用者并不需要在意何者為真，只要按照科學家的結(jié)論行事就可以了。說這一段就是因為當初愛迪生發(fā)明燈泡之后，發(fā)現(xiàn)他生產(chǎn)的燈泡燈絲老是從正極端燒斷，于是進一步實驗在燈泡中加入一塊小金屬板，點燈之后將金屬板連接電表，分別施以正電壓以及負電壓，觀察電流的情形。對于當時的科學而言，位于真空狀態(tài)下且不連接的金屬板，不論如何連接是不可能產(chǎn)生電流的，但怪事發(fā)生了，愛迪生發(fā)現(xiàn)某種物質(zhì)(其實就是電子)會透過金屬板，會從電池的負極騰空“跳”到正極，此發(fā)現(xiàn)當然激起更大的實驗動機，此現(xiàn)象便稱為“愛迪生效應”。這也是科學家首次質(zhì)疑電流流動的方向，以及自由電子在空間中流動的現(xiàn)象。

金屬之所以能導電，就是因為金屬的自由電子較多，便于電子的相互流動，因此電子材料必須由導電性佳的材質(zhì)制成。電子還有個特性，帶負電的電子容易受到正電壓的吸引，所謂同性相斥、異性相吸。又從愛迪生效應中得知，當加熱金屬物質(zhì)時，活躍于質(zhì)子外圍的自由電子容易產(chǎn)生游離現(xiàn)象，溫度高導致電子活性增強，此時若空間中有一正電壓強力吸引，游離的電子就會在空間中流動。基于這幾個當時已被了解的知識，佛來明(J.A. Fleming)于1904年制造出第一支二極真空管，德福雷斯特(De Forest Lee)將二極管加以改良，于1907年制造出第一支三極管，既然成功研發(fā)了三極管，真空管的應用開始實現(xiàn)，真空管的發(fā)展從此一日千里。

三極管是最基本的真空管二極管、三極管、五極管，從字面意義代表真空管內(nèi)部基本“極”的數(shù)量。真空管擁有三個最基本的極，第一是“陰極”(Cathode，以K代表)：陰極當然是陰性的，它是釋放出電子流的地方，它可以是一塊金屬板或是燈絲本身，當燈絲加熱金屬板時，電子就會游離而出，散布在小小的真空玻璃瓶里。第二個極是“屏極”(Plate，以P代表)，基本上它是真空管最外圍的金屬板，眼睛見到真空管最外層深灰色或黑色的金屬板，通常就是屏極。屏極連接正電壓，它負責吸引從陰極散發(fā)出來的電子(還記得嗎?利用異性相吸的原理)，作為電子游離旅行的終點。第三個極為“柵極”(Grid，以G代表)，從構(gòu)造看來，它猶如一圈圈的細線圈，就如同柵欄一般，固定在陰極與屏極之間，電子流必須通過柵極而到屏極，在柵極之間通電壓，可以控制電子的流量，它的作用就如同一個水龍頭一般，具有流通與阻擋的功能。真空管光有三個極當然還不算完美，也因此后來的真空管不斷改進，在結(jié)構(gòu)上也有了許多的改進之道，以配合不同的放大方式(如超線性接法等)，但該部份的內(nèi)容已經(jīng)脫離本文，暫不詳述。