لامپ خلأ: دوران قبل از ترانزیستور

امروزه در دستگاه‌های الکترونیکی مختلف از ترانزیستور استفاده‌ی زیادی به عمل می‌آید، اما تا قبل از اختراع ترانزیستور، لامپ‌های خلأ در دستگاه‌های مختلفی، مانند تلویزیون، رادیو، و کامپیوتر، مورد استفاده قرار می‌گرفت.

لامپ خلأ دستگاهی است که بر مبنای جریان الکتریکی و عبور آن از خلأ کار می‌کند. در یک طرفه لامپ خلأ، فیلامانی قرار دارد که جریان الکتریکی از آن عبور می‌کند و آن را گرم می‌کند، به طوری که از آن الکترون ساطع می‌شود. در طرف دیگر آن، یک صفحه با بار مثبت یا آنُد قرار دارد، که الکترون‌ها به طرف آن به حرکت در می‌آیند. به عبارت دیگر، در داخل لامپ خلأ یک جریان یک‌طرفه از رشته‌ی داغ شده به طرف صفحه‌ی آند برقرار می‌شود.

در کامپیوترهای قدیمی، از هزاران لامپ خلأ استفاده می‌شد، به‌طوری‌که یک کامپیوتر—که در مقایسه با کامپیوترهای امروزی قدرت چندانی هم نداشت—فضای یک اتاق بزرگ را اشغال می‌کرد. در این کامپیوترها لامپ خلأ حالت صفر یا یک را نمایش می‌داد.

لامپ خلأ در سال ۱۹۰۴ توسط جان امبروز فلمینگ اختراع شد. شایان ذکر است که لامپ‌های خلأ بر اساس تعداد الکترودها طبقه‌بندی می‌شود. ساده‌ترین نوع آن دیود است که فقط دارای کاتد و آند است. در انواعی که تعداد بیشتری الکترود دارند، الکترودهای اضافی بین کاتد و آند قرار می‌گیرند. این الکترودهای اضافی برای کنترل جریان و به‌عنوان سوئیچ یا تقویت کننده مورد استفاده قرار می‌گیرند. از آنجا که این الکترودهای اضافی حالت مشبک دارند، به آنها گرید گفته می‌شود.

از آنجا که لامپ خلأ در صورت استفاده‌ی زیاد به علت داغ شدن فیلامان ناپایدار می‌شود، و همچنین در صورتی که اکسیژن وارد لوله‌ی خلأ شود، با فیلامان آن داغ شده واکنش نشان داده و به آن آسیب می‌زند، لذا این لامپ‌ها زیاد قابل‌اعتماد نبودند، و در نهایت، با تحقیقات زیادی که انجام شد، در اواخر دهه‌ی ۱۹۴۰، ترانزیستور اختراع شد و جایگزین لامپ خلأ گردید.