-
Ống chân không hay đèn điện tử (vacuum tube, valve) có chức năng chỉnh lưu (đèn 2 cực diode) hoặc khuếch đại (đèn 3 cực triode) dòng điện tử chạy trong chân không giữa các điện cực. Đó là một loại linh kiện rất quan trọng đã được sáng chế vào năm 1904 và mở ra ngành điện tử. Công nghiệp điện tử hiện nay chiếm tỷ trọng rất lớn trong nền sản xuất và thương mại toàn cầu vì đã trở thành nền tảng vật chất của hầu hết các thiết bị điều khiển, viễn thông và tin học.
-
Ảnh: Một số loại ống chân không trong Bảo tàng CNTT
Ống chân không sử dụng sự phát xạ điện tử trong môi trường chân không khi nung nóng điện cực âm (cathode) để thực hiện việc điều khiển dòng điện tích âm bay đến điện cực dương (anode). Nó có thể giúp tốc độ chuyển mạch tăng lên gấp hàng trăm lần khi thay thế cho các rơle điện từ. Ví dụ điển hình là chiếc máy tính điện tử đầu tiên được chế tạo tại Mỹ từ trước Thế chiến thứ 2. Nguyên mẫu chỉ có 11 ống chân không và được đặt tên là ABC theo tên hai tác giả Atanasoff và Berry. Nó được trình diễn lần đầu vào tháng 10-1939.
Ảnh: Máy tính ABC sử dụng 11 ống chân không
Những máy tính điện tử thương mại ra đời sau ABC đã sử dụng rất nhiều ống chân không để nâng tốc độ thực hiện tính toán và tăng độ dài của dữ liệu. Khi bật điện, sợi đốt bằng kim loại wolfram trong ống sáng rực đỏ và toả nhiệt mạnh, cho nên phải đặt máy tính trong một căn phòng lớn được làm mát liên tục. Máy tính ENIAC chế tạo tại Mỹ vào năm 1945 có tới 18.000 ống chân không. Do bộ nhớ trong lại quá nhỏ và quá trình đọc chương trình từ băng đục lỗ vào máy là khá chậm nên ENIAC được lập trình bằng cách nối hàng chùm dây điện cho từng bài toán cụ thể.
Ảnh: máy tính ENIAC sử dụng 18.000 ống chân không
Mặc dù luôn có một nhóm chuyên viên vận hành làm việc tại chỗ cùng sự bảo dưỡng đều đặn theo định kỳ nhưng máy tính dùng ống chân không vẫn dễ bị hỏng hóc bởi vì tuổi thọ của sợi đốt không cao. Dễ hiểu vì sao mà ống chân không dần dần bị thay thế bởi các transistor vốn tiêu thụ rất ít năng lượng và thực hiện còn nhanh hơn việc đóng mở hoặc khuếch đại dòng điện. Tuy nhiên ống chân không vẫn được sử dụng trong những bộ ampli cao cấp bởi vì chúng có khả năng khuếch đại âm thanh rất trung thực và công suất lớn.
by Nguyễn Chí Công