德弗雷斯特

 

德弗雷斯特 - 人物简介

德弗雷斯特——世界上第一支真空三极管的发明人！！！

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）。

德弗雷斯特 - 经历

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。

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，像闪电一般照亮了他前行的道路。德福雷斯特再也坐不住了，他一路小跑穿街走巷，选购玻璃管，添置真空抽气机，为自制电子管寻找材料。一边跑还一边思考，等到材料凑齐，设计方案也基本构思成熟。他选择了一段白金丝制作灯丝，也在灯丝附近安装了一小块金属屏板，把玻壳抽成真空通电后，果然也“追寻”到电子的踪迹。

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。（

20世纪，人类的发明创造可谓灿若星河，但真正能对人类文明产生重大影响的发明创造却寥如晨星，其中收音机、电视和计算机三件发明可谓使人类文明和生活方式都发生了重大改变，而它们都得益于100年前的今天的一项发明———真空二极管。

1904年11月16日，英国科学家弗莱明为自己发明的电子管弗莱明“阀”申请了专利，它标志着人类历史上第一只电子管的诞生，世界也从这里迈向电子时代。

弗莱明的专利代表着电子管的正式诞生，但说起电子管产生前的“阵痛”还要从“爱迪生效应”谈起。

见到电子管的人都会觉得，它像一只小灯泡，令人不禁想起电灯的发明人爱迪生。电子管的诞生也确实和爱迪生有一定的关系。

1883年，当时的爱迪生正在致力于改善白炽灯的工作寿命。在研究中，他注意到在抽出空气的灯泡内放置灯丝和一块小金属片，当灯丝加热时，虽然灯丝和金属片不接触，会有负电子流向金属片，就像真空会导电一样。

爱迪生当时感到很迷惑，但他当时正在潜心于城市的电力系统，也就没多花心思研究其中的奥妙。但他还是把这一现象记录下来，并申请了一个没有说明任何用途的专利，这一现象后来被称为“爱迪生效应”。

也许是发明发现太多了，爱迪生很快将“爱迪生效应”忘在脑后，但它却引起了一位英国年轻的工程师弗莱明的注意。弗莱明在马可尼电报公司工作时，为找到一件可靠的检波手段而烦恼。这时他想起了“爱迪生效应”。他认识到，在灯泡里加块金属片，就可以成为一个有效地检测微弱电报信号的检波器。经过多次试验，他终于取得了成功，发明了一个能对交流电整流和无线电检波的特别“灯泡”。弗莱明当时把这项发明称为“阀”，并在1904年为它申请了专利，这就是现在所称的“真空二极管”。

弗莱明发明的“真空二极管”是人类电子文明的开端。但如果只有二极管的话，人类也许只能停留在电子时候的开端阶段。所幸的是弗莱明的工作为一个叫德弗雷斯特的人所发展。1906年，德弗雷斯特在二极管的基础上发明了三极管，使电子管才成为能广泛应用的电子器件。

现在人们玩电脑看电视，很少有时间再听收音机了。但收音机在二十世纪上半叶对人类的影响，丝毫也不亚于现在的电脑和电视。那时人们每天定时收到节目，成为日常重要的一个生活内容。早期的收音机就是电子管收音机。这种收音机虽然体积大，功耗多，并且开机后需要等一段时间才等正常工作，但它却给几代人带来了欢乐。

二战期间，美国军方要求宾州大学为它们设计一种以真空管来取代继电器来计算炮弹弹道的机器。1946年2月14日，这种机器正式投入使用了，它用了18800只真空管，占地1500英尺，重约30吨，每小时耗电20万千瓦。运算速度只有每秒5000次。这就是人们通常所说的世界首台电子计算机。

电子管虽然使人们进入了电子时代之门。但今天，我们已经不再生产电子管收音机和电子管计算机了。因为随着科技的进步，发明创造也不断推陈出新，到了20世纪40年代晶体管出现后，它以体积小、功耗低、可靠性高、寿命长，迅速取代了电子管在电子时代的地位，成了电子科技发展的支柱。不过，如果我们看看周围，还是能发现以电子管为主要部件的产品，微波炉就是一例。

最早发现微波加热现象的斯宾瑟是美国军方的一位工程师。他在一个试验室参观磁控电子管的一个试验时，发现口袋中的糖果融化了。他决定试验一下是不是磁控电子管产生的微波的效应。于是他就拿一袋爆米花靠近磁控电子管，发现爆米花爆开了。第二天他又拿了个鸡蛋进行试验，发现鸡蛋也被加热。于是，他就把它发现的加热食品的新方法进行改进，这就是人们所说的微波炉。今天的微波炉，比起斯宾瑟刚发明时，可谓花样百出，但千变万变，里面的磁控电子管不变，它还是微波炉的主要器件。

流水淘沙不暂停，前波未灭后波生。随着科技的进步，电子管这个百岁“老人”，也失去了往日的辉煌。但人们永远不会忘记这项曾为人类文明发展做出巨大贡献的发明。（本报多伦多11月16日电）