TM（三極管）

TM （フランス語：Telegraphie Militaireに由来、 TM FotosやTM Metalとしても販売されていた）は、 1915年11月から1935年頃までフランスで製造されていた、無線信号の増幅と復調のための三極真空管である。フランス軍向けに開発されたTMは、第一次世界大戦の連合国の小信号無線管の標準となり、初めて本格的に量産された真空管となった。^{[1] [2]}フランスでの戦時中の生産台数は110万台以上と推定されている。^[3] TMのコピーと派生品は、イギリスではタイプR、オランダではタイプE、アメリカとソ連ではP-5とП7として量産された。

TMの開発は、フランスの長距離軍事通信 ( Télégraphie Militaire )の責任者であったギュスターヴ・オーギュスト・フェリエ大佐によって開始されました。 ^{[4] [5]}フェリエと彼の最も親しい仲間であるアンリ・アブラハムは、アメリカの無線技術と真空技術の研究についてよく知っていました。^{[6] [7]}彼らは、リー・ド・フォレストのオーディオンとHJラウンド設計の英国のガス入りランプが軍事用途には不安定で信頼性が低く、アーヴィング・ラングミュアのプリオトロンは大量生産するには複雑で高価すぎることを知っていました。^[6]

第一次世界大戦勃発後まもなく、米国から帰国したテレフンケンの元従業員がフェリエにドイツでの進歩について報告し、最新の米国製三極管のサンプルを届けたが、やはりいずれも陸軍の要求を満たすものはなかった。 ^{[8] [9] [10]}問題は不十分な強真空に起因していた。^{[8] [7]ラングミュアの提案に従い、フェリエは大量生産で十分な強真空を保証できる産業用}真空ポンプ技術を改良するという戦略的に正しい決断を下した。将来のフランス製三極管は信頼性が高く、再現性があり、安価である必要があった。^[10]

1914年10月、フェリエはアブラハムとミシェル・ペリをリヨンのグラモン白熱電球工場に派遣した。^{[11] [9]}アブラハムとペリはアメリカの設計を真似することから始めた。^{[12] [9]}予想通り、オーディオンは信頼性が低く不安定で、プリオトロンと最初の3つのフランス製プロトタイプは複雑すぎた。^{[12] [9]}試行錯誤の結果、アブラハムとペリはよりシンプルで安価な構成を開発した。電極アセンブリを垂直に配置した4番目のプロトタイプが大量生産に選ばれ、1915年2月から10月にかけてグラモンで製造された。^{[13] [9]この三極管は}アブラハム管と呼ばれたが、実地試験に合格せず、輸送中に多くの管が損傷した。^{[14] [9]}

フェリエはペリに問題を解決するよう指示し、2日後、ペリとジャック・ビゲは水平に配置された電極アセンブリと新しい4ピンタイプA ソケットを備えた修正された設計を提示した（オリジナルのアブラハム管はエジソンねじと2本のフレキシブルワイヤを追加して使用していた）。^{[14] [9]} 1915年11月、新しい三極管が生産され、それを開発したフランスの機関にちなんでTMとして知られるようになった。^{[15] [9]フェリエとアブラハムの研究は1916年の}ノーベル物理学賞にノミネートされた。^[16]しかし、特許はペリとビゲにのみ付与され、将来の法的紛争を引き起こした。^{[17] [18]}

TMの電極アセンブリはほぼ完全な円筒形です。陽極は直径10 mm、長さ15 mmのニッケル円筒です。 ^{[19] [20]}グリッドの直径は4.0～4.5 mmです。リヨン工場では純モリブデンのグリッドを製造し、イヴリー＝シュル＝セーヌ工場ではニッケルを使用しました。直接加熱される陰極フィラメントは、直径0.06 mmの純タングステンの直線ワイヤです。 ^{[19] [21]}

純粋なタングステン陰極は、白色の白熱光に加熱されたときに適切な放射レベルに達し、それには4 Vで0.7 Aを超える加熱電流が必要でした。 ^{[19] [21]}フィラメントは非常に明るかったため、1923年にグラモントは透明なガラスエンベロープを濃い青色のコバルトガラスに交換しました。^{[19] [22 ]}噂によると、同社は電球の代わりにラジオ管を使用するという噂を阻止しようとしたか、または無線通信士の目を保護しようとしたとのことです。^[19] [22]しかし、おそらく暗いガラスは、電球の内面に必然的に飛び散る無害だが見苦しい金属粒子を隠すために使用されました。^{[19] [22]}

第一次世界大戦の典型的な単管ラジオ受信機は、40 V のプレート電源 ( B 電池) とグリッドのゼロバイアス ( C 電池は不要) を使用しました。^{[19] [21]}このモードでは、真空管は 2 mA の定常陽極電流で動作し、トランスコンダクタンスは 0.4 mA/V、ゲイン (μ) は 10、陽極インピーダンスは 25 kOhm でした。^{[19] [21]}より高い電圧 (つまり、陽極で 160 V、グリッドで -2 V) では、定常プレート電流は 3...6 mA に上昇し、逆グリッド電流は最大 1 μA になりました。^{[19] [21]} 1910 年代の原始的な技術の必然的な結果である高いグリッド電流により、グリッドリークバイアスが簡素化されました。^[21]

TMとそのクローンは汎用真空管だった。元々のラジオ受信機能に加え、ラジオ送信機としても効果的に使用された。^[23]ソ連製のP-5はクラスCの無線周波数発生器として構成され、プレート電圧500～800ボルトに耐え、アンテナに最大1Wを供給できたが、クラスA回路では40mWしか供給できなかった。^[23]クラスAでのオーディオ周波数増幅は、並列接続されたTMのアレイを使用することで可能だった。^[23]

設計に厳密に従って製造されたフランス製の純正TMの寿命は100時間を超えなかった。^[21]戦時中、工場は必然的に標準以下の原材料を使用せざるを得ず、その結果標準以下の真空管が作られた。^[21]これらには通常、×印が付けられ、異常に高い騒音レベルと、ガラス管のひび割れによるランダムな早期故障に悩まされた。^[21]

第一次世界大戦中、TMは連合軍の好んで使われる管となった。^[18]需要がリヨン工場の生産能力を超えたため、追加生産はイヴリー＝シュル＝セーヌにあるラ・コンパニー・デ・ランプ工場に委託された。^[18]総生産量は不明だが、当時としては非常に多かったことは確かである。^[24]戦時中の1日あたりの生産量は、1,000ユニット（リヨン工場のみ）から6,000ユニットと推定されている。^[24]戦時中の総生産量は、110万ユニット（リヨンで80万ユニット、イヴリー＝シュル＝セーヌで30万ユニット）^{[3] [18]}からリヨン工場だけで180万ユニットと推定されている。^[3]

英国当局はすぐに、TMが国内の設計よりも優れていることに気づいた。^[25] 1916年に英国のトムソン・ヒューストンは必要な技術と工具を開発し、オスラム・ロバートソン（後にマルコーニ・オスラム・バルブに合併）が大規模生産を開始した。^[26]英国製の変種は総称してタイプRとして知られるようになった。^[26] 1916年から1917年にかけて、オスラム工場は外見上同一の2種類の三極管を生産した。フランスのオリジナルをほぼ正確にコピーした「ハード」（高真空）R1と、窒素を充填した「ソフト」R2である。^[26] R2は英国製のガス充填管の最後のもので、R3からR7までのすべての後続の設計は高真空管であった。^[26]タイプR三極管の変種は、英国の注文に応じて米国のムーアヘッド研究所で製造された。戦後、フィリップスはオランダでTMの生産をタイプEとして開始した^。[19 ]ペリとビゲが特許を取得した円筒形構造は、800ワットのT7Xに至るまで、英国の高出力真空管の標準的な特徴となった。^[27]

アメリカが戦争に参戦したとき、アメリカの三大メーカーの年間生産量は、全種類合わせても8万本に満たなかった。^[2]これは戦闘部隊にとっては少なすぎた。フランスに展開した直後、アメリカ遠征軍は割り当て量を超えてしまい、フランス製の無線機器を導入しなければならなかった。^[2]そのため、AEFは主にフランス製の真空管に頼ることとなった。^[2]

ロシアでは、ミハイル・ボンチ・ブルエヴィッチが1917年にTMの小規模生産を開始しました。^{[28] 1923年にソ連当局はフランスの技術と工具を購入し、後に}スヴェトラーナに統合されるレニングラード電気真空工場で大規模生産を開始しました。^[28]ソ連のTMのクローンにはP-5とП7と名付けられ、高効率のトリウム陰極の派生型はМикро (マイクロ)と名付けられました。 ^[29]

第一次世界大戦後、汎用のTMは徐々に新しい特殊な受信・増幅管に取って代わられていった。^[29]西側先進国では、この変化は1920年代末までにほぼ完了し、その時点でソ連などの発展途上国では変化が始まっていた。^[29]生産終了については確かな情報はないが、ロバート・シャンペイクスによれば、フランスでの生産はおそらく1935年まで続いたという。^{[19] 20世紀後半には、TMのレプリカが少なくとも2回、}ドイツのルディガー・ヴァルツ（1980年代）^[30]とチェコ共和国のリカルド・クロン（1992年）によって発売された。 ^[31]

• Berghen, Fvd (2002) 「R バルブの先駆けであるフランスの TM バルブについて」。British Vintage Wireless Society Magazine (2): 20–23。（シャンペックス論文に基づく）
• Champeix、R. (1980)。 「Grande et Petite Histoire de la Lampe TM」。Bulletin de Liaison (フランス語) (11 月～12 月): 1 ～ 48。
• Ginoux, J.-M. (2017). フランスにおける非線形振動理論の歴史 (1880-1940)。Springer. ISBN 9783319552392。（シャンペックス論文に基づく）
• Vyse, B. (1999) 「Marconi Osram バルブ。『Marconi Osram バルブの物語』からの抜粋」。British Vintage Wireless Society Magazine (4): 12–20。