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真空管是一種使用真空作為絕緣體並遮罩電流的電子設備。它通過在管內產生真空來工作,這意味著內部沒有可以導電的空氣或其他材料。真空管在世界某些地方也被稱為閥門。真空管用於計算機,與現在相比,它們放大信號的能力非常有價值和必要。
真空管有助於放大電信號,當在計算機中使用時,它們提供極快的開關速度和較短的延遲,從而加快整體計算性能。這使得它們對於某些應用特別有用,例如速度至關重要的高頻無線電或電信技術和視頻電路(例如,流媒體)。由於當今大多數計算機使用晶片而不是真空管,因此真空管的優勢在於它們節省了成本:由於它們不需要任何類型的主動冷卻系統,因此它們可以比其他類型的計算機元件(如晶體管)便宜得多。
在計算機中使用真空管的主要缺點是它們的尺寸。它們比大多數現代計算機元件大,因此它們在電路板和機器上需要更多的空間,這可能會限制您可以在一台機器或電路板上安裝多少元件(現在已經非常密集)。此外,許多人認為,由於其類比性質,可能很難專門為他們設計軟體,這也將限制它們在現代計算應用中的潛在用途(因為當今大多數軟體嚴重依賴數字技術)。最後,由於它們相對昂貴,當有價格更便宜的替代品時,使用它們有時在經濟上沒有意義,即使這些替代品在直接比較時性能較慢。
更快、更高效的晶體管的發展最終取代了計算機中的真空管。晶體管比它們的前輩緊湊得多,使它們更適合集成到計算機電路中,並允許現代計算機以更小的尺寸生產,與今天的筆記型電腦甚至手機相當。此外,晶體管比真空管消耗更少的能量,同時提供類似的性能;許多人認為,在構建具有增加存儲容量的高速計算機時,這就是鞏固了他們作為Goto元件的地位的原因。
真空管現在在很大程度上是過去的遺物。但是今天仍然有一些地方仍在使用它們。其中包括依靠極低雜訊放大器VLNA(極低雜訊放大器)或RF(射頻)放大器的射電望遠鏡,其中需要高功率增益;音訊放大器電路;或者特殊專案,例如從頭開始構建自己的收音機(許多業餘愛好者仍然這樣做)。此外,一些專家認為,將真空管納入量子計算可以幫助顯著加快計算速度。儘管在我們看到這種技術是否可行之前,必須先進行進一步的研究,然後才能在這裡發生任何重大突破。
很難說真空管是否比晶體管更好,因為它取決於應用。當談到音訊放大器時,許多發燒友都對真空管的音質發誓,直接與晶體管相比。然而,在計算速度和功率效率方面,晶體管顯然佔據了至高無上的地位,因為它們使用更少的能量來實現相同的性能提升,如果沒有它們,現代計算機根本不會是現在的樣子。
如今,真空管很少在現代計算機中發揮作用。許多已被積體電路取代,積體電路在完成複雜計算時提供更高的效率和精度。儘管一些業餘愛好者仍在尋找將它們融入建築物的新方法。然而,對於大多數人來說,它們的使用被降級為懷舊或特殊專案,這些專案需要只有真空管才能提供的獨特性能(例如,射電望遠鏡的射頻放大器)。
專家認為,如果真空管能夠有效地用於量子計算,它們可能仍有未來。專家們目前正在努力實現這一點。此外,許多發燒友還認為,由於其獨特的的聲音特性,他們仍然可以找到某種利基市場,以滿足那些具有非常特殊品味的人的需求;儘管由於最近基於晶體管的音訊設備的進步,這將完全處於邊緣狀態。
真空管和晶體管之間的主要區別在於它們如何處理資訊。真空管使用類似烤箱的加熱機制來產生電子,而晶體管則依賴於使用半導體與其他元件相結合來產生電流。此外,晶體管在功耗和計算速度方面效率更高;而真空管現在在很大程度上仍然被降級為現代應用中的懷舊目的。
是的,儘管自幾十年前晶體管和積體電路發明以來,它們的使用量已顯著減少。許多小公司今天仍在生產它們,其中許多迎合了老式電子愛好者或業餘愛好者,他們正在尋找獨特的專案,例如從頭開始構建自己的收音機。儘管與過去相比,生產和分配受到更多限制。
真空管可用於各種應用,從音訊放大器(即使在今天,許多發燒友也因其音質而發誓)或用於需要極低雜訊放大的射電望遠鏡的RF放大器。此外,一些專家認為,將它們納入量子計算可以説明在未來顯著加速計算,儘管在取得任何重大突破之前,必須先進行進一步的研究。
在可靠性方面,晶體管比真空管好得多,因為它們不需要電力或加熱機構(如烤箱)即可工作。與直接相比,它們消耗的能源也更少,由於不需要經常更換或維修,因此使用起來更實用。另一方面,如今真空管可能很難獲得,並且隨著時間的推移更容易因磨損而失效;尤其是在維護不當的情況下。
真空管與晶體管相比有幾個優點;即音訊放大器的音質。正如一些人發誓的那樣,他們的溫暖超過了基於晶體管的設備的任何可能。此外,有人嘗試使用它們創建計算機。儘管到目前為止,由於相對於晶體管而言,它們的功耗更高,因此尚未產生任何重大突破。
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