由此,真空微电子学的主要发展便是20世纪80年代,真空电子主要是基于利用场发射领域和冷阴极电子的来源收集问题,为工程学制作装置,用于电子技术的显示技术,真空微型阀,特殊传感器,以及带有微静电计界面方面。
这项技术起源于半导体行业,并且展现出了巨大的应用前景,对某些设备和系统都具有一些特殊的应用,例如太空探索系统,微型机器人,高温微电子设备等等。其本质上是一个真空微电子系统对硅的直接应用,利用微工程的方法制造一些超小型封装产品,同时通过排列一些老式的结构,比如说真空二极管,三极管,五级管,来组成现代的真空电子装置。    
多年以来,电子系统的设计者认为人们目前只对半导体材料的设备进行使用,而真空管,则曾经是电子业的主导,一直将玻璃管这种传统的早期设计,这种设计限制了小型化和集成化,并且热离子阴极一直保持高耗电的状态,但是最近时代的快速发展给真空管提供了发展的条件,摆脱了这些限制。半导体光刻技术,可以产生冷电子发射,能够实现在相对较低的电压下就可以实现高发射,其经常被用于预计其形状方面。有了这个技术,阴极可以减小到20-50微米,从而允许许多器件都集成到一个小的芯片上。
生产设备的可能性,即能够承受较大压力,能够在高温下或者持续变化的温度下进行工作,这些优点为新一代电子设备的产生提供了条件,使设备不会被电子和声子所限制,并且与这些高速有关联的电子元件可以达到兆赫的频率,而稳定和控制冷阴极发射是决定这个新领域成功的关键性因素,提供了许多新的应用程序。
尽管真空微电子有很多明显的优点,例如固态微电子的操作速度,辐射硬度,和温度耐性等,但这个低效、不可靠的阴极性能却因为实际应用,有了被损坏和延迟的趋势。虽然这两年研究人员努力综合各方面信息,致力于开发高效的阴极,但其中只有一小部分真空场发射器件超越了实验室,转向真正的原型和商业产品。
1.2  真空电子管的发展状况
1883年,发明大王托马斯•爱迪生申请了专利——“爱迪生效应”,虽然这个效应对他所研究的电子线路导论没有任何助益,所以他直接忽略了这个现象,但是真空电灯泡内,碳丝加上电流后,会发射出热电子,而它旁边的铜丝,可以接收并产生电流,值得注意的是铜丝并不在电路中,这种现象对后来真空电子管的发展有很大的启发作用。
1904年,世界上第一只电子二极管在英国被制作出来,发明者是弗莱明,这在电子学史上是一个很大的进步。
两年后,第一只真空三极管也诞生了,虽然只是一个电极的增加,但是有时候一个很小的改变也可以创造巨大的变化,更加满足人们的需求。在这之后,多极管也陆续被制作出来。
在半个世纪之后,固体器件诞生,它们的体积更小,制作材料基本是半导体,晶体管是在美国诞生,对电子管的发展有很大的影响,但是真空管仍然在某些应用方面占有一席之地。
电子管的种类很多,按用途的不同可分为:电压放大管、功率放大管、稳压管、闸流管、充气管、变频管、引燃管、检波管、整流管、调谐指示管等[1];按其电极数的不同可分为:电压放大管、三极管、四极管、五极管等;按阴极加热方式的不同可分为:直热式阴极电子管和旁热式阴极电子管。
1.3  真空三极管发展状况
首先,真空三极管是由德•福雷斯特制作成功的。在此之前,二极管(Vacuum Diode Tube)于二十世纪初就诞生到了这个世界上,正如大家所知道的,真空二极管有很多优点:单向导电性,为很多电路设计提供了方便,同时,它可以对交流电流进行整流,也就可以对信号进行检波处理,尽管如此,人们仍然需要更多功能的器件来满足自己的需求,二极管在这众多的需求中,最难做到的一点,就在于它不能对信号进行放大,而且这个缺点会导致电子技术的发展受到严重的阻碍,在很多应用上将止步于此。
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