Простейшим прибором, использующим термоэлектронную эмиссию, является электровакуумный диод.
Внутри баллона из стекла или металлокерамики, из которого откачан воздух, размещены два электрода: анод и катод.
Анод представляет собой круглый или овальный цилиндр, имеющий общую ось с катодом.
Катод имеет вид вертикального металлического цилиндра, покрываемого обычно слоем оксидов щелочноземельных металлов с низкой работой выхода электронов – бария, стронция, кальция. Такой катод называется оксидным.
При нагревании поверхность такого катода выделяет гораздо больше электронов, чем катода из чистого металла.
Внутри катода расположен изолированный проводник – нить накала, нагреваемый внешним переменным током.
Нагретый катод испускает электроны, достигающие анода, если он имеет более высокий потенциал, чем катод.
Вокруг катода при его нагревании создается электронное облако.
Если подключить катод к положительному выводу батареи, а анод – к отрицательному, то поле внутри диода будет смещать электроны к катоду, и тока не будет. Если же подключить наоборот – анод к плюсу, а катод к минусу – то электрическое поле будет перемещать электроны по направлению к аноду.
Этим объясняется свойство односторонней проводимости диода.
Основная причина нелинейности вольт-амперной характеристики вакуумного диода в том, что свободные электроны, образующие ток, испускаются одним из электродов в ограниченном количестве. Кроме того, на движение электронов наряду с полем существенное влияние оказывает поле пространственного заряда электронного облака у катода.
Чем выше напряжение между анодом и катодом, тем меньше пространственный заряд электронного облака и тем большее количество электронов достигает анода, тем больше сила тока в цепи.
Если катод не покрыт оксидным слоем, то при достаточно большом напряжении все электроны, покинувшие катод, достигают анода и при дальнейшем увеличении напряжения сила тока уже не меняется. Ток достигает насыщения.
Если повысить температуру катода, то катод будет покидать большее количество электронов. Электронное облако вокруг катода станет более плотным. Ток насыщения будет достигнут при большем напряжении между анодом и катодом, а сила тока насыщения возрастает.
В электронной лампе с оксидным катодом достигнуть тока насыщения нельзя. Это требует столь высокого напряжения, при котором катод разрушается.
Дата добавления: 2015-11-14; просмотров: 58 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Люминесцентная лампа | | | Электронно-лучевая трубка |