Lampa elektronowa – element elektroniczny czynny składający się z elektrod umieszczonych w bańce z wypompowanym powietrzem (lampa próżniowa) lub gazem pod niewielkim ciśnieniem (lampa gazowana), w którym wykorzystuje się wiązki elektronów lub jonów poruszające się między elektrodami lampy i sterowanymi elektrycznie elektrodami.

Historia thumb|Trioda Lee De Foresta (1906) W 1897 r. Joseph John Thomson zbadał oddziaływanie pola elektrycznego i magnetycznego na strumień elektronów. Jego prace doprowadziły do odkrycia elektronu i zostały nagrodzone Nagrodą Nobla z fizyki w 1906. W 1904 r. John Ambrose Fleming zbudował pierwszą lampę elektronową – diodę. Pierwszą lampę wzmacniającą – triodę – opracował w 1906 r. Lee De Forest. Irving Langmuir pracując dla General Electric w latach 1909–1916 udoskonalił znacznie technikę próżniową i wynalazł pompę dyfuzyjną, co umożliwiło osiąganie wysokiej próżni i poprawiło znacznie parametry lamp elektronowych. Langmuir opracował podstawy teorii lamp elektronowych, co miało duży wpływ na ich późniejszy rozwój. W 1923 r. powstał w Caernarvon pierwszy lampowy nadajnik radiowy dużej mocy; zawierał 48 połączonych równolegle lamp o mocy 600 W każda. W trakcie I wojny światowej Walter Schottky zbudował w zakładach Siemens & Halske lampę z dwiema siatkami – tetrodę. W 1923 i 1925 r. Vladimir Zworykin opatentował kineskop i ikonoskop. Były to pierwsze z serii jego patentów, które opisywały kompletne systemy telewizyjne, zaczynając od lamp analizujących, a kończąc na odbiornikach telewizyjnych. W 1927 r. Bernard D.H. Tellegen wynalazł lampę z trzema siatkami – pentodę. Produkcję lamp elektronowych w 1945 roku szacowano na sto milionów sztuk.

W Polsce Pierwsza informacja o produkcji lamp w Polsce (rozpoczętej 1 grudnia 1921) dotyczy warszawskiej firmy RadjopolInformacja ukazała się w Przeglądzie Elektrotechnicznym nr 6/1922. Jednocześnie jednak zaznaczono, że firma zatrudnia pięciu pracowników, nie mogła to być zatem produkcja znacząca.. Polskie Towarzystwo Radiotechniczne rozpoczęło w 1923 licencyjną produkcję siedmiu typów lamp odbiorczych i jednego typu nadawczego. W 1928 r. rozpoczęły produkcję odbiorczych lamp elektronowych Polskie Zakłady Philips, polski oddział firmy produkował lampy nadawcze od roku 1934, a Zjednoczone Fabryki Żarówek Tungsram rozpoczęły produkcję lamp elektronowych w 1937 r. W latach 1935–1939 roczna produkcja lamp elektronowych w Polsce przekraczała pół miliona sztuk. W roku 1946 utworzono Państwową Wytwórnię Lamp Elektronowych w Dzierżoniowie. W 1947 r. zakupiono w firmie Philips licencje na wytwarzanie nowoczesnych lamp odbiorczych i w latach 1948–1949 dzierżoniowską fabrykę przeniesiono do Warszawy. Wraz z częściowo ocalałymi dawnymi zakładami Tungsram weszła ona w skład Zakładów Wytwórczych Lamp Elektrycznych im. Róży Luksemburg (ZWLE). W 1951 r. osiągnięto poziom produkcji lamp odbiorczych z roku 1939. W 1956 r. powołano w Warszawie Przemysłowy Instytut Elektroniki (PIE), w którym opracowywano procesy technologiczne i produkowano różnorakie lampy specjalne. Instytut utworzył wiele oddziałów filialnych, z których część się później usamodzielniła. W 1957 r. w Piasecznie powstały Zakłady Elektronowe Lamina, produkujące między innymi elektronowe lampy nadawcze i mikrofalowe. W latach 90 w wyniku podziału i przekształceń własnościowych powstały istniejące do dziś zakłady Thales Lamina (produkuje lampy nadawcze) i Z.E. Lamina S.A. (produkuje lampy mikrofalowe). W 1961 r. uruchomiony został we Wrocławiu Zakład Doświadczalny Przemysłowego Instytutu Elektroniki, w którym produkowano m.in. lampy elektronowe; w 1965 r. zakład usamodzielnił się i zmienił nazwę na Doświadczalny Zakład Lamp Elektronowych „Dolam”; w 1977 przedsiębiorstwo zmieniło nazwę na Centrum Naukowo-Produkcyjne Podzespołów i Urządzeń Elektronicznych „Unitra-Dolam” i w 1999 na Przedsiębiorstwo Produkcyjne Podzespołów Elektronicznych „Unitra-Dolam” S.A.; zakład ten, od 2005 roku pod nazwą Przedsiębiorstwo Produkcyjne Podzespołów Elektronicznych „Dolam” S.A., produkował m.in. lampy mikrofalowe. Po dalszych przekształceniach zakład ten wszedł w skład firmy PIT-Radwar.

Podział lamp elektronowych Podstawowym kryterium klasyfikacyjnym lamp elektronowych jest ciśnienie gazu w bańce – dzielą się na próżniowe oraz gazowane. Stosuje się również podział ze względu na przeznaczenie, na przykład: prostownicze, detekcyjne, wzmacniające, generacyjne, mieszające, fotoelektryczne, obrazowe, pamięciowe itp. Ze względu na zakres częstotliwości można wyróżnić lampy małej częstotliwości (zakres częstotliwości akustycznych), wielkiej częstotliwości (zakres częstotliwości radiowych) i mikrofalowe (powyżej 300 MHz). Spotyka się też podział na lampy małej i dużej mocy. Te pierwsze nazywa się zwykle odbiorczymiNazwy takiej powszechnie używano mimo tego, że lampy znajdowały zastosowanie w bardzo różnych układach, nie tylko odbiorczych., a drugie nadawczymi. Linia podziału przebiegała zwykle około dopuszczalnej mocy wydzielanej na anodzie równej 25 W. Często używany jest podział ze względu na liczbę elektrod: dioda (2 elektrody), trioda (3 elektrody), tetroda (4 elektrody), pentoda (5 elektrod), heksoda (6 elektrod), heptoda (7 elektrod) itd. Ze względu na rodzaj katody można lampy podzielić na: lampy z zimną katodą, z fotokatodą, z katodą żarzoną pośrednio (odizolowany grzejnik umieszczony w rurce katody) i katodą żarzoną bezpośrednio (katoda w postaci żarzonego drucika). W zależności od parametrów żarzenia lampy były produkowane w „seriach” umożliwiających stosowanie jednego wspólnego źródła zasilania żarzenia dla wielu lamp. W praktycznych zastosowaniach ważny jest również typ cokołu lampy. Spotyka się wiele dodatkowych określeń lamp charakteryzujących ich cechy użytkowe (np. impulsowe – do pracy impulsowej, elektrometryczne – z małymi prądami upływu siatki sterującej), stopień miniaturyzacji, sposób zasilania, rodzaj obudowy, metodę chłodzenia itp.

Konkretna lampa może być określana za pomocą różnych kombinacji, na przykład: gazowana tetroda impulsowa, pośrednio żarzona trioda wielkiej częstotliwości itp.

Lampy próżniowe małej mocy (odbiorcze)

thumb|upright|Diody wysokiego napięcia (kenotrony) 1C21P W lampach próżniowych ciśnienie gazów szczątkowych jest mniejsze niż 10−6 – 10−8 Tr. Obecność gazów nie ma wtedy wpływu na wartości prądów, nośnikami ładunku elektrycznego są zawsze elektrony. Resztki gazów pochłania umieszczany w lampie getter.

Źródłem elektronów (dzięki zjawisku termoemisji) jest rozgrzana katoda. W przestrzeni między katodą a anodą pole elektryczne przyspiesza elektrony w kierunku anody. W niektórych lampach znajdują się tam też siatki, których potencjał wpływa na strumień elektronów.

Dioda

Symbole diod dioda żarzona pośrednio dioda żarzona bezpośrednio duodioda (żarzona pośr.) 80px 75px 90px Lampowe diody próżniowe to najprostsze lampy elektronowe, składające się z dwóch elektrod umieszczonych w szklanej lub rzadziej metalowej bańce.

Wytwarzano diody detekcyjne, z maksymalnymi dopuszczalnymi prądami katody rzędu kilkunastu miliamperów i prostownicze, z prądami sięgającymi pojedynczych amperów. Maksymalne napięcie pracy typowych lamp prostowniczych wynosiło kilkaset woltów, ale produkowano również specjalne lampy na dużo wyższe napięcia. Próżniowe diody prostownicze (zwłaszcza na wyższe napięcia) były nazywane kenotronami. Do prostowników pełnookresowych produkowano lampę złożoną z dwóch diod ze wspólną katodą w jednej bańce nazywaną duodiodą. Również diody detekcyjne były często umieszczane po dwie w jednej lampie.

Po II wojnie światowej popularnymi przedstawicielami tych lamp w Polsce były UY1N (dioda prostownicza), AZ1, AZ4 (duodiody prostownicze), 6H6 (podwójna dioda detekcyjne) i kilka lamp używanych w odbiornikach telewizyjnych. Lampy EZ80 (prostownicza) i EAA91 (detekcyjna) były rozprowadzane przez Unitrę, choć nie były produkowane w Polsce.

Trioda thumb|upright|Podwójna trioda ECC83

Symbol triody 90px Trioda składa się z trzech elektrod anody, katody i siatki. Siatka steruje przepływem elektronów od katody do anody.

Z użyciem triod możliwe jest budowanie wzmacniaczy i generatorów sygnałów elektrycznych. Triody mogą również służyć jako elektroniczne przełączniki w układach impulsowych i logicznych – były stosowane w między innymi w elektronicznych licznikach i komputerach.

Triody zastosowane jako wzmacniacze napięciowe osiągają wzmocnienie do kilkudziesięciu V/V. W latach 30. i 40. XX w. produkowano również niewielkie triody mocy przeznaczone do wzmacniaczy mocy. W Europie zostały one szybko wyparte przez tetrody strumieniowe i pentody, w USA cały czas stosowano je do układów odchylania pionowego telewizorów.

Po II wojnie światowej w Polsce produkowane były triody mocy AD1, podwójne triody 6N8S (małej częstotliwości) oraz ECC85 (oryginalnie przeznaczone do głowic UKF, ale używane również w innych celach). Popularne były również importowane lampy ECC88, PCC88, ECC81, ECC82 i ECC83.

Tetroda thumb|upright|Tetroda strumieniowa 6P1P

Symbol tetrody90px Tetroda różni się od triody tym, że posiada dodatkową siatkę (zwaną siatką ekranującą) między siatką sterującą a anodą.

Siatka ekranująca zmniejsza pojemność zwrotną pomiędzy anodą a siatką sterującą, co ułatwia stosowanie lampy w układach wielkiej częstotliwości. Ponadto siatka ekranująca zmniejsza wpływ pola elektrycznego anody na strumień elektronów w okolicy siatki sterującej, co umożliwia uzyskanie wzmocnień dużo większych, niż możliwe do uzyskania w układach opartych na triodach – rzędu kilkuset V/V.

Wadą tetrody jest powstawanie efektu dynatronowego, polegającego na powrocie do siatki ekranującej elektronów wybitych z anody na skutek zjawiska emisji wtórnej. Jest to szczególnie widoczne przy małych prądach i napięciach anody i może doprowadzić do znacznych zniekształceń, a nawet niestabilności układu. Z tego względu we wzmacniaczach napięciowych tetrody zostały wyparte przez pentody.

We wzmacniaczach mocy stosuje się tetrody strumieniowe, w których dzięki odpowiedniemu ukształtowaniu siatek i dodatkowym osłonom strumienie elektronów docierające do anody są bardzo wąskie. Popularne typy tetrod strumieniowych to 6L6 (w Polsce produkowana pod nazwą 6P3S) oraz 6V6 (wraz z dużą liczbą elektrycznie identycznych lamp z odmiennymi cokołami, na przykład 6P1P).

Pentoda thumb|upright|Pentoda EF83

Symbole pentody70px90px W stosunku do tetrody pentoda różni się dodatkową trzecią siatką. Znajduje się ona między siatką ekranującą a anodą i zapobiega powstawaniu zjawiska dynatronowego.

Pentody dzieli się na małej mocy (napięciowe), przeznaczone do wzmacniaczy napięciowych małej i wielkiej częstotliwości, oraz na pentody mocy przeznaczone do wzmacniaczy końcowych. Specjalny typ pentody napięciowej to selektoda, w której dzięki specjalnej konstrukcji siatki sterującej można w szerokim zakresie zmieniać wzmocnienie. Selektody stosowano na przykład we wzmacniaczach pośredniej częstotliwości odbiorników radiowych.

W Polsce popularne były pentody napięciowe EF22, EF80 (w.cz.), EF86 (do wzmacniaczy małych sygnałów m.cz.) oraz selektody EF89. Z pentod mocy najpopularniejsze to EL84, EL86 i kilka typów pentod do odbiorników telewizyjnych.

Pentody mocy mają parametry bardzo zbliżone do tetrod strumieniowych – do tego stopnia, że są traktowane jako ścisłe zamienniki. Tak jest na przykład z europejską lampą EL34 (pentoda) i jej amerykańskim odpowiednikiem 6CA7 (zwykle tetroda strumieniowa) – niekiedy zaś można spotkać lampy z oboma nadrukami na bańce.

Lampy wieloelektrodowe thumb|upright=0.5|Oktoda AK2

Symbol heksody Symbol heptody Symbol oktody 80px 80px 80px