Радиолампы — исторический артефакт или технология будущего?

Радиолампы — устройства, предназначенные для выпрямления тока и усиления сигнала. Электроды размещены в вакуумных стеклянных емкостях, между которыми интенсивно двигаются электроны.

Первое использование радиоламп — детектирование слабых сигналов в телеграфах. Позже их начали применять для выпрямления переменного напряжения источников питания, а затем буквально везде, где сейчас применяют полупроводники — даже в компьютерах. ЭНИАК, первый коммерческий серийный компьютер Ferranti Mark 1 — все они были ламповыми.

Главные преимущества радиоламп: стабильность температурного режима, низкие нелинейные искажения, устойчивость работы в экстремальных условиях, простота обслуживания и невысокая цена. Ну, и относительно музыкальной аппаратуры это, конечно же, теплый ламповый звук.

Вполне возможно, что вскоре радиолампы ожидает неожиданный ренессанс. Многие слышали о проблеме дальнейшего масштабирования технологии полупроводников, а также связанной с этим сложностью повышения производительности процессора без увеличения тактовой частоты. Исследователи из Калифорнийского технологического института считают, что ключом к повышению производительности могут стать электронные лампы. Речь идет о так называемых «нанолампах» — они имеют вполне «транзисторный» размер (около 6-8 нм) и при этом выделяют энергии меньше, чем их кремниевый аналог, что позволит решить проблему перегрева и туннельного эффекта. Эти исследования финансирует Boeing из-за их потенциального применения в космической и авиационной технике.

Радиолампы нового поколения также разрабатывает американское оборонное агентство DARPA — речь идет о программе Innovative Vacuum Electronic Science and Technology (INVEST). Эти электронные лампы будут работать на более высоких частотах (более 75 ГГц) и с волнами меньшей длины, что сделает их более точными и универсальными.

А в NASA исследуют возможности так называемых «вакуум-канальных транзисторов», которые также являются версией «наноламп». Они настолько малы, что вакуум внутри не нужно создавать специально — расстояние между катодом и анодом меньше длины свободного пробега электрона при атмосферном давлении. Считается, что вакуумные приборы наноразмеров будет легче заставить работать в терагерцовом диапазоне, чем традиционные полупроводники.