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真空管(しんくうかん)は、整流、発振、変調、検波、増幅などを行うために用いる電気、電子回路用の素子である。

◆ 概要

一般的にガラスや金属あるいはセラミックスなどで作られた容器内部に複数の電極を配置し、容器内部を真空もしくは低圧とし少量の稀ガスや水銀などを入れた構造を持つ。原理としては、電子を放出する電極(陰極)を高温にして熱電子放出効果により、陰極表面から比較的低い電圧により容易に電子を放出させ、この電子を電界や磁界により制御することにより、整流、発振、変調、検波、増幅などの作用を行うことができるようにしている。真空管は「電子管」(Electron tube)あるいは「熱電子管」(Thermionic valve)、 Radio valveなどとも呼ばれる。日本での一般的な真空管の呼称は米国での呼称(Vacuum tube)からきており、2極真空管が発明されたイギリスを中心とした欧州では、その電極の数により、2極真空管のことを「ダイオード」(Diode)、3極真空管のことを「トリオード」(Triode)、4極真空管のことを「テトロード」(Tetorode)、5極真空管のことを「ペントード」(Pentode)などという。さらに2極真空管の中でも整流に用いるものを特に「レクチファイヤ」(Rectifier)と呼ぶこともある。初期の真空管は当時の白熱電球と似た形状であったことから、加えて日本では「球」(きゅう、たま)と呼ばれることもあり、例えばエドウィン・アームストロングの発明したスーパーヘテロダイン回路によるAMラジオ受信機では、その代表的な構成として真空管を5本使用していることから、「5球スーパーラジオ」などの呼称がある。

日本では広義に、真空もしくは低圧雰囲気空間における電界や磁界による電子の様々な振る舞いを利用する素子を総称する場合もある(蛍光灯などの光源目的としたものを除く)。すなわち、その容器内部を真空もしくは低圧とした構造から「真空管」の名を持ち、陰極線管(ブラウン管など)、プラズマディスプレイ、放射線源管(代表的なものとしてX線管)、放射線検出管(代表的なものとしてGM計数管)なども真空管のひとつである。

今日、一般的な電気電子回路において汎用的(整流、変調、検波、増幅など)に用いる目的の素子としては、多くが半導体に置き換えられ、真空管はその役割をほぼ終えている。日本、米国などでは電子回路に用いる真空管は、ごく一部のものを除き、1970〜80年代に製造が中止されている。

半導体では実現が難しい高周波/大電力を扱う特殊な用途での増幅素子として現在でも使われており、日本ではごく僅かに一部の放送局用、また防衛省向け等として製造されている。

一方、特殊な真空管の一種であるマグネトロンは、強力なマイクロ波の発生源として、電子レンジやレーダーなどに使われ、現在でも大量生産されている。テレビ受像機などに用いるブラウン管も広義の真空管であり世界で量産されているが、薄型テレビへの移行から減少傾向にあり日本国内での生産は中止された。

過去の廃れた技術として扱われる場面もあるが、プラズマディスプレイや蛍光表示管(VFD)など、長年に渡り蓄積された関連技術は現在に継承されている。

さらに現在の医療を支える医療機器に、あるいは未来のエネルギー源として期待されている核融合装置のマイクロ波発生源等にと、高度で先端的な用途に現在も使われている。

またプリメインアンプ、すなわち、主に音楽を聴く趣味目的に用いられる低周波増幅器などにおいては、過去汎用された真空管の一部が現役として用いられており、こういった方面への利用は今後も続いていくものと考えられる。

◆ 歴史

エジソンが白熱電球の実験中に発見したエジソン効果(1884年)が端緒となり、その後フレミングが発明(1904年)した素子が2極真空管(二極管)で、3極真空管(三極管)は、リー・ド・フォレーが発明(1906年)した。

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