Активований катод - Технічний словник Том VI
Активовані катоди чутливі до перекалу, тому що під час цього підвищується їх робоча температура і активний шар інтенсивно випаровується. На активованих катодах заперечувач позначається також і недокал їх. Активовані катоди більш економічні, тому що вони працюють при нижчій температурі (600 - 1500 С залежно від типу катода) і для їх нагріву необхідна менша потужність. Термін служби активованих катодів приблизно такий самий, як і неактивованих. Однак емісія у цих катодів поступово падає (катод втрачає емісію) і може повністю припинитися ще до того, як перегорить нитку. Це випаровуванням активного шару з поверхні катода. Активовані катоди чутливі до перекалу, тому що при цьому підвищується їхня робоча температура і активний шар інтенсивно випаровується. На активованих катодах негативно позначається і недокал їх. Активовані катоди виконують у вигляді вольфрамової основи - керна, який покривають шаром речовини з меншою, ніж у вольфраму, роботою виходу. В даний час в основному застосовують карбідовані катоди, активний шар яких створюється додаванням до вольфраму вуглецю та торію. Такі катоди більш ефективні і мають більшу емісійну здатність, ніж катоди із чистих металів. Активовані катоди застосовують у потужних лампах, які працюють при напрузі до кількох тисяч вольт. Активований катод - катод (див.), у якого термоелектронна емісія (див.) досягає необхідної величини при більш низькій температурі, а отже, і при меншому струмі напруження і меншій витраті потужності, ніж у звичайного катода. Активований катод - катод (див.), у якого термоелектронна емісія (див.) досягає необхідної величини при нижчій температурі, аотже, і при меншому струмі розжарення і меншому витраті потужності, ніж у звичайного катода. Активовані катоди не цілком стійко працюють при високих анодних напругах. Виникають у невеликій кількості навіть при хорошому вакуумі позитивні іони під дією високої напруги з силою вдаряють у катод і раз - руйнують його активний шар. Подібне іонне бомбардування не є небезпечним для вольфрамових катодів. Коли активований катод піддавався впливу вільного кисню, виникало добре відоме отруєння, тим більше помітне, що нижчою була температура катода. Властивості активованого катода зникають при перегріві катода, при отруєнні його киснем або іншими активними газами, а також при посиленому бомбардуванні катода позитивними іонами. Недоліком активованих катодів є не цілком стійка робота їх при високих анодних напругах. Виникають у невеликій кількості в лампі навіть при хорошому вакуумі позитивні іони під дією високої анодної напруги з такою силою вдаряють у катод, що руйнують його активний шар. Подібне іонне бомбардування не є небезпечним для вольфрамових катодів. Властивості активованого катода зникають при перегріванні катода, при отруєнні його киснем або іншими активними газами, а також при посиленому бомбардуванні катода позитивними іонами. Максимально допустима енергія іонів бомбардують катод залежить від умов роботи катода; її величина – близько 20 – 30 електрон-вольт. У активованих катодів зниження напруги розжарення щодо номінального ( недокал катода) також скорочує термін служби катода через порушення рівноваги між кількостями активної речовини, що випаровується з катода і дифузного з глибинних шарів на його поверхню. Найбільш поширеніактивовані катоди, особливо так звані оксидні катоди, в яких на поверхню вольфраму або нікелю наносять тонку плівку із суміші оксидів барію, стронцію та іноді кальцію. Оксидні катоди працюють при значно меншій температурі (1000год - 1100 К) і відрізняються великою густиною струму емісії. Увімкнення ниток розжарення. а паралельне, б послідовне. Термін служби активованих катодів приблизно такий самий, як і неактивованих. Однак емісія у цих катодів поступово падає (катод втрачає емісію) і може повністю припинитися ще до того, як перегорить нитку. Лампи з активованим катодом легко відрізнити тому, що у них слабке напруження катода. Карбідірований катод має жовте напруження, оксидний катод - червоний, а барієвий - зовсім темний, ледь помітний на око. Лампи з активованим катодом легко відрізнити, оскільки вони мають на балонах дзеркальний або темний наліт геттера. Для чого застосовують активовані катоди. Барієвий катод - активований катод, поверхня якого покрита плівкою окису барію. Торований катод - активований катод, у якому збільшення електронної емісії досягається покриттям поверхні вольфраму тонким шаром торію. Барієвий катод - активований катод, поверхня якого покрита плівкою окису барію. Торований катод - активований катод, у якому збільшення електронної емісії досягається покриттям поверхні вольфраму тонким шаром торію. Барієвий катод - активований катод, поверхня якого покрита плівкою окису барію. Торований катод - активований катод, у якому збільшення електронної емісії досягається покриттям поверхні вольфраму тонким шаром торію. Застосовується в електронні лампи. Торований катод - активований катод (див.), в якому збільшенняелектронної емісії виходить завдяки нанесеному на поверхню вольфраму тонкому шару торію. Барієвий катод - Активований катод (див.), Поверхня якого покрита плівкою окису барію. Торований катод - активований катод (див.), в якому збільшення електронної емісії досягається покриттям поверхні вольфраму тонким шаром торію. Барієвий катод - Активований катод (див.), Поверхня якого покрита плівкою окису барію. Торований катод - активований катод (див.), в якому збільшення електронної емісії досягається покриттям поверхні вольфраму тонким шаром торію.
Виявилося, що погано активований катод є дірочним напівпровідником і, отже, має, поряд з локальними донорними рівнями, нечисленними на початку активування, також локальними акцепторними рівнями, розташованими поблизу стелі заповненої зони. У цьому стані внутрішня робота виходу велика, тому що рівень Фермі Wf лежить між акцепторними рівнями та стелею заповненої зони. На початку активування електрони з рівнем вільного переходять не в зону провідності, а на акцепторні рівні і тільки після заповнення останніх, коли концентрація вільного робиться більше ЙА, починається заселення зони провідності електронами. Конструкції з'єднання губок L-катодів з корпусами. Робота виходу таких активованих катодів має величину порядку 21 - 23 ев. Втрата емісії у активованих катодів при перекалі пояснюється тим, що при підвищеній температурі активний шар випаровується. Таким чином, лампа з активованим катодом, що втратила емісію від перекалу або від довгої роботи, може мати цілу нитку, але без активного шару. Термін служби активованих катодів визначається зниженням емісії на 10 чи 20 % внаслідоквиснаження активного шару. А у вольфрамових катодів він визначається таким же зниженням емісії за рахунок того, що катод поступово випаровується під дією високої температури і стає все тоншим і тоншим, зменшуючи свою поверхню. Застосовуються такі типи активованих катодів. У ламп з активованим катодом знижувати напругу розжарення не рекомендується, так як при цьому з'являється небезпека руйнування активного шару через опір контакту, що збільшується між вольфрамовою ниткою і шаром. У ламп з активованими катодами ділянка насичення на анодній характеристиці відсутня. У приладах з розжареним активованим катодом (наприклад, оксидним) спостерігається значне посилення термоелектронної емісії під впливом зовнішнього поля, що прискорює. Таке явище називають ефектом Шоткі. Якби катод не був розжарений, то емісія зовсім не була б. А за високої температури та наявності зовнішнього прискорюючого поля вилітає додатково багато електронів, які за відсутності поля не могли б вийти. При короткочасній дії сильного поля вихід електронів із розжарених оксидних та інших активованих катодів дуже великий. Така емісія у вигляді короткочасних імпульсів струму використовується у деяких електронних та іонних приладах. Двоелектродна електронна лампа. Найбільш економічними катодами є активовані катоди. Вони за нижчих температур, ніж катоди з вольфраму, дають достатню електронну емісію. У скляному балоні розміщується циліндричний активований катод К і стрижневий молібденовий анод А. Меншою роботою виходу електронів мають активовані катоди. Активований шар створює у поверхні основного металу електричне поле некомпенсованих позитивних іонів, що сприяє виходуелектронів із катода. Однак у процесі роботи електронного приладу активований шар поступово руйнується, що призводить до виходу з ладу приладу. Меншою роботою виходу електронів мають активовані катоди. Активований шар створює біля поверхні основного металу електричне поле некомпенсованих позитивних іонів, що сприяє виходу електронів з катода. Однак у процесі роботи електронного приладу активований шар поступово руйнується, що призводить до виходу з ладу приладу. Для підвищення ефективності катодів застосовують активовані катоди, що є сердечником з тугоплавкого матеріалу, на поверхню якого нанесений тонкий шар речовини, що має меншу роботу виходу. Катод, що складається з вольфрамового дроту, покритого тонким шаром торію, називається торованим. Торований катод працює при температурі 1700 - 1900s К. Катоди приладів з термоелектронною емісією. Застосовуються монометалеві вольфрамові катоди та активовані катоди. Вольфрамові катоди мають робочу температуру близько 2300 С і витрачають для напруження потужність від 0 1 до 0 5 вт на 1 ма струму емісії. Однак у ряді конструкцій застосовуються активовані катоди, що знижує напругу запалювання. Анод тиратрону виготовляється у вигляді стрижу діаметром 04 мм. Така конструкція має високу механічну міцність. У центрі системи, що уповільнює, міститься активований катод циліндричної форми з великою питомою емісією. Катод зміцнюється на опорах, які одночасно служать для підключення джерела розжарення. Газотрони типу ВГ-129 (а, типу ВГ-237 ( б та їх умовне позначення на схемах (в.). Аналогічної залежності для кенотронів з активованими катодами не існує. Навпаки, зниження напруги напруження цих кенотронів протинормального призводить до зниження терміну служби через швидкої де-активізації катода, що спостерігається при цьому. Недоліком як оксидних, так і активованих катодів є те, що вони не можуть використовуватися у високовольтних електронних приладах. Це пояснюється тим, що при великих анодних напругах відбувається іонізація молекул газу, що залишилися в колбі за рахунок зіткнень з електронами, що набувають у цьому випадку великі швидкості. Позитивні іони, що виникають внаслідок іонізації, бомбардують катод і поступово руйнують його активний шар. Вона значно менше, ніж у активованих катодів. Проте цінною якістю вольфрамового катода є сталість його емісії та нечутливість до перекалу. Це означає, що після тимчасового перепалу емісія катода не зменшується. У активованих катодів емісія не така постійна, від перепалу вона легко втрачається, і відновити її вже не вдається. Звичайно, і для вольфрамового катода значний перепал також небезпечний, тому що нитка може просто розплавитися. В даний час застосовуються такі типи активованих катодів. Треба також зауважити, що всім активованим катодам, висока емісія яких досягається за рахунок дифузії металевого барію на поверхню, властивий істотний недолік, пов'язаний з досить інтенсивним випаром барію з поверхні катода. З курсу Електронні прилади відомо, що активовані катоди, особливо оксидні, мають здатність короткочасно створювати струми, що багато разів перевищують струми в безперервному режимі, наприклад при т 10 мкс і Т / т 100 імпульсний струм в 50 - 100 разів перевищує струм у безперервному режимі.