Устройство и принцип действия диода
В герметичный баллон в котором создан высокий вакуум (длина пробега электрона превышает размеры баллона) помещены два электрода-катод и анод. Катод в простейшем виде представляет собой тонкую металлическую нить, нагреваемую электрическим током. При высокой температуре электроны в металле имеют значительную энергию теплового выхода, поэтому часть из них преодолевая силу притяжения к металлу, вылетает из него возникает термоэлектрическая эмиссия.
При положительном значении потенциала анода относительно катода в междуэлектродном пространстве лампы создается электрическое поле, ускоряющее движения электронов, эмитируемых катодом. В цепи анода возникает электрический ток Ia ,называемый анодным. При отрицательном напряжении анода электрическое поле тормозит испускаемые электроны и возвращает их обратно на катод. В результате анодный ток оказывается равным нулю. Таким образом, характерным свойством диода является односторонняя проводимость, что широко используется для выпрямления переменного напряжения и преобразования высокочастотных колебаний.
Катоды
Параметры катода.
Качество термоэлектродного катода определяется рядом параметров, важнейшими из которых являются предельный ток, и эффективность катода. Катодным током называется электронный ток, идущий от катода к аноду.
Эффективность катода Н характеризуют отношением предельного катодного тока Ik max к мощности затрачиваемой мощности на накал катода:
Катоды электронных ламп по способу накала подразделяют на прямонакальные и подогреваемые.
В простейшем случае прямонакальный катод-это металлическая нить, закрепленная в массивных держателях, по которым к катоду подводится напряжение накала. Пружинки удерживающие нить в точках изгиба, обеспечивают натяжение нити при удлинении в результате нагрева.
Наиболее развитой поверхностью при высокой механической прочности обладают сетчатые катоды.
В следствии малой тепловой инерции, прямонакальные катоды допускают лишь нагрев постоянным током. При питании переменным током температура катода изменяется, что вызывает пульсации тока эмиссии и токи анода. Пульсация тока анода обуславливается также тем, что потенциал катода оказывается переменным относительно анода.
В подогреваемых катодах нагрев эмиттера Э нанесенного на гильзу катода Г осуществляют вольфрамовым подогреванием накаливаемым до высокой температуры электрическим током.
Подогреватель электрически изолирован от гильзы катода слоем алунда, представляющим собой окись алюминия, и отличающимся хорошими изоляционными качествами при высокой температуре.
Обладая большой массой, подогреватели катода имеют значительную тепловую инерцию. Электрическая изоляция эмитирующей поверхности от подогревателя обеспечивает эквипотенциальность эмиттера и отсутствие нежелательной составляющей переменного U накала в анодной цепи. Одним из недостатков подогреваемых катодов является их время разогрева от 5 с до нескольких минут.