O kathodách elektronek
Jarmil Dohnálek
Obsah dokumentu
Úvod
Princip tepelné emise
Druhy kathod
Kathody z čistého kovu
Kathody z thoriovaného wolframu
Destilované kathody
Kathody s vrstvou kysličníků vzácných zemin
Literatura
O významu kathody v elektronice není snad
potřeba
rozsáhlých dokladů. Je výstupní branou, z níž mohou elektrony z kovu
nebo
ze vhodného polovodiče za jistých předpokladů vyběhnout do vakua nebo
do
zředěného plynu, můžeme směle prohlásit, že kathoda je nejdůležitější
součástí
elektronky, a tím více je ku podivu, jak málo se toho o ní ví i v
odborných
kruzích, natož mezi spotřebiteli elektronek. Úkolem tohoto článku je
seznámit
zájemce se základními věcmi z tohoto oboru.
Princip tepelné emise kathody
Pro snazší pochopení emisních pochodů zopakujeme základní věci
elektronové
theorie a atomistiky. Hmota se skládá z atomů. Atom si představujeme
jako
kladně nabité jádro, kolem něhož obíhají záporně elektrony. Oběžných
elektronů
je právě tolik, že vyváží kladný náboj jádra, takže atom se jeví
navenek
neutrálním. Kovy se liší od ostatních prvků tím, že jejich elektrony na
vnějších, ne plně obsazených dráhách nejsou tak pevně vázány
přitažlivými
elektrostatickými (elst.) silami na jádro. Mohou se proto snadno
odpoutat,
a jako t. zv. volné elektrony se potulují mezi ostatními atomy a lonty.
(Neuvažujeme elst. pole krystalové mříže iontů kovu.) Volných elektronů
je v kovu poměrně hodně, téměř na každou molekulu připadá jeden.
Krychlový
centimetr kovu má jich asi 1019 až 1023. Jejich
pohyblivostí
je způsobena elektrická vodivost kovů.
Tyto volné elektrony však nemohou opustit kov, protože na rozhraní
kovu s nekovem, na př. vakuem, je rozdíl potenciálů, t. zv. potenciální
práh, který jim v tom brání. Je způsoben přitažlivými silami
iontové
mříže kovu. Musíme proto nejprve nějak dodat elektronu potřebnou
kinetickou
energii, aby mohl překonat potenciální práh. Energii můžeme dodat
několika
způsoby: velkým elstat. polem, tepelnou, světelnou nebo mechanickou
energií
(nárazem atomů, fotonů, elektronů nebo iontů) i chemickou energií.
Nadále
se přidržíme jen emise tepelné.
Se stoupající teplotou zvětšuje se tepelné kmitání mřížkových atomů,
které převezmou i volné elektrony. Vzrůstá-li rychlost pohybu volných
elektronů,
vzrůstá i jejich kinetická energie. Elektrony běhají v kovu,
nepůsobí-li
vnější elst. síly, po nepravidelných drahách, podobně jako molekuly
ideálního
plynu (proto se používá označení elektronový plyn), a vždy se najde
část
elektronů, která nabíhá proti povrchu. Při malých teplotách jsou
zmíněnými
přitažlivými silami odráženy zpět, až konečně při dostatečně vysoké
teplotě,
kdy jejich rychlost stačí k překonání výstupního odporu, opustí
nejrychlejší
z nich kov a vyletí do vakua, kde vytvoří kolem žhavého kovu mrak,
zvaný
prostorový
náboj. Elektrostatické odpudivé síly tohoto mraku se připojí k
výstupnímu
odporu a ztíží nebo znemožní dalším elektronům výstup z kovu.
Postaráme-li se o odssávání elektronů potenciálním rozdílem mezi
kathodou
a kladnou elektrodou (anodou), poteče obvodem trvalý proud. Při značné
teplotě mají vyletující elektrony tak velkou kinetickou energii, že
dovedou
letět i proti elst. poli. Malá část se jich dostane na anodu i při
menších
záporných napětích na ní. To je t. zv. náběhový proud (obraz
1).
Zvětšujeme-li napětí na anodě ke kladným hodnotám, roste emise z
počátku
silně, přibližně s V3/2. Tento rozsah je zván oblastí
prostorového
náboje. Stoupáme-li dále s anodovým napětím, emise roste jen
zvolna,
až nakonec zůstane konstantní. Je dosaženo t. zv. sytného proudu,
t.
j. všechny elektrony, které při dané teplotě vystoupí z kathody, jsou
anodou odssáty, tedy nevzniká nad kathodou žádný prostorový náboj. To
ovšem
platí jen ideálně, ve skutečnosti emise u kathod z čistého kovu se
stoupajícim
elst. polem také velmi zvolna stoupá, a při oxydových dosti značně.
Velikost
emise závisí na druhu žhaveného kovu, jeho teplotě a povrchu. Závislost
nasyceného proudu na teplotě T a konstantách materiálu vyjádřil Richardson
v zákoně, který zni po Dushmanově úpravě
Is = P.A.T2.e(F/( KT))
P = povrch kathody v cm2,
ls = proud nasycení v A,
A = koncentrace elektronů v A/cm2 K2,
F = výstupní práce ve voltech (je práce, kterou je nutno
vynaložit
k překonání potenc. prahu),
T = absol. teplota v Kelvinech (= 273,1 + °C),
K = Boltzmannova konstanta = 8,63.10-5V/K,
e = základ přirozených logaritmů = 2,718
Koncentrace elektronů A a výstupní práce F závisí na materiálu
kathody
a je pro různé druhy značně odlišná. Z tabulky 1. vidíme, že ne každý
kov
se svými vlastnostmi hodí za kathodu.
Tabulka 1. Emisní konstanty a body tání pro různé druhy
materiálů
elektrod
Druh kathodového materiálu |
A
A/(cm2K2)
|
Výstupní práce F
V
|
bo=F/K
K
|
bod tání
K
|
Wolfram |
60,2÷100
|
4,52
|
52400
|
3643
|
Molybden |
55
|
4,15
|
48100
|
2895
|
Tantal |
34÷60
|
4,07
|
47200
|
3303
|
Platina |
17000
|
6,26
|
72500
|
2046
|
Nikl |
1380
|
5,03
|
58300
|
1726
|
Niob |
57
|
3,99
|
46200
|
2223
|
Thorium |
60,2
|
3,35
|
38800
|
2100
|
Barium |
60
|
2,1
|
24300
|
983
|
Vápník |
6,02
|
2,24
|
25900
|
1123
|
Wolfram-thorium |
3
|
2,63
|
30500
|
-
|
Cesium na W oxydum |
10-3
|
0,71
|
8230
|
-
|
BaO aktiv. na Pt Ir |
10-4÷10-2
|
1,0÷1,1
|
11600
|
-
|
SrO aktiv. na Pt Ir |
10-4÷10-2
|
1,27
|
12620
|
-
|
CaO aktiv. na Pt Ir |
10-4÷10-2
|
1,77
|
20500
|
-
|
BaO-SrO aktiv. na Pt Ir |
10-3÷10-2
|
1,04
|
12000
|
-
|
Z počátku bylo používáno jako kathodového materiálu čistých kovů, a
to nejčastěji platiny (Pt) a wolframu (W). U obou byla využita značná
tepelná
stálost; W emitoval při 2400K, Pt při 2000K. Později se ukázalo, že na
př. W znečištěný při výrobě thoriem (Th), emituje po jisté přípravě
několikrát
více než samotný W, a již při nižších teplotách (T = 1700K). Je to
vysvětlováno
vytvořením jednomolekulární vrstvičky Th na povrchu W, která se
elektricky
deformuje, takže vytvoří souvislou řadu dipólů s positivním pólem ven.
Výstupní práce takové kathody je zmenšena o moment těchto dipólů. To je
též případ vypařených vrstviček baria, cesia, thoria.
Řada dipólů může být však postavena negativním pólem ven (na př. při
kysličnících wolframu). Tím je obráceně výstupní práce zvětšena a
emisní
schopnost zmenšena.
Vypaříme-li na elektricky negativně polarisovanou vrstvu ( na př. na
kysličník wolframový nebo barnatý) novou positivní vrstvičku (na př.
baria,
Ba), zvětší se emisní schopnost ještě mnohem více. Na tento zjev
narazil
v r. 1903 Wehnelt při pokusech s kathodami z čisté platiny.
Zjistil
totiž, že jedna z nich emituje při malé teplotě. Rozborem objevil, že
tato
kathoda byla nedopatřením potřísněna kysličníkem vápenatým. Vyšetřil
poté
ostatní kysličníky a zjistil, že tuto schopnost emise projevují zvláště
kysličníky kovů vzácných zemin. Tím byl zahájen vývoj oxydových kathod,
které po první světové válce ovládly úplně pole. Nyní si blíže všimneme
jednotlivých druhů.
Druhy kathod
Tabulka 2. Porovnání charakteristických hodnot různých
kathod.
*) **) Udány provozní hodnoty; nasycený proud je větší *) 10
krát
**) 102÷103 krát
Druh kathody
|
Provozní
teplota
K
|
Spce. žhav.
příkon
W/cm2
|
Emise
mA/cm2
|
Hospodárnost
mA/W
|
Wolframová |
2400
|
181
|
362÷724
|
2÷4
|
Wolfram + thorium |
1700÷1950
|
24÷29
|
360÷870
|
15÷30
|
Destilovaná |
900÷1100
|
4,5÷6,1
|
54÷140 *)
|
12-23
|
Oxydová nepřímo žhavená |
950÷1200
|
2÷4
|
20÷100
|
10÷25
|
Oxydová přímo žhavená |
950÷1200
|
1÷3,3
|
40÷330 **)
|
40÷100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kathody z čistého kovu
- jsou tvořeny většinou jedním nebo několika paralelními dráty, a jsou
žhaveny do bílého žáru přímo, průchodem proudu. Tato teplota je
jistým kompromisem mezi velikostí emise a životností. Zvětšováním
teploty
by kathoda sice více emitovala, ale vzrostlo by i vypařování kovu, a
tím
by byla zmenšena její životnost. Podle pokusně získaných hodnot můžeme
předpokládat životnost až do vypaření 10% váhy drátu. Žhavicí příkon v
tomto případě stoupne při konstantním žhavicím proudu o 25%, při
konst. žhav. napětí klesne o 20%. Je tedy lépe dodržovat konstantní
napětí.
- Druhým nepřítelem životnosti přímo žhavených kathod je tah, jímž je
kathoda
napjata. Postupem doby žhavení při vyšších teplotách vytvoří se v
struktuře
kovu rekrystalisace, která zmenší mechanickou odolnost drátu proti
namáhání.
A tu se může stát (je-li napružení dost velké), že se drát přetrhne,
zvláště
byl-li už zeslaben vypařením. Na př. u elektronky RE26 udává H.
Simon
3), že při napružení 5g vydrží asi 4000 hod. provozu, při napružení 15g
už jen 400 hod. Kathody z čistého kovu mají proti ostatním výhodu
hlavně
v tom, že snesou vysoké elstat. pole a emitují dobře i za mírně
zhoršených
vakuových poměrů. Pokud pracujeme v oblasti nasyceného proudu, mají
konstantní
emisi, a rovněž jejich životnost při provozní teplotě (pro W kolem
2400K)
je poměrně dlouhá. Jako materiálu pro ně používá se hlavně W, vzácněji
molybdenu, tantalu, niobu a dříve i platiny. Používá se jich dosud
hlavně
pro vysílací elektronky velkých výkonů (paralelně napjaté dráty),
usměrňovací
ventily pro vn, roentgenové trubice a usměrňovače s náplní vzácných
plynů.
Kathody z thoriovaného wolframu
Při výrobě W drátu přidává se do W až 2 % kysličníku thoričitého ThO2,
který
zlepší mechanické vlastnosti při tažení drátu. Při rozžhavení W-Th
drátu ve vakuu na 2600 ÷ 2800K, redukuje se kysličník okolním W na
kovové
Th, které difunduje na povrch a vytvoří zmíněnou jednomolekulární
dipólovou
vrstvičku. Výsledkem této elektricky positivní vrstvičky na W drátu je
pěti až desetinásobná emisní hustota již při 1700K, proti W při 2400K.
Pokusně bylo zjištěno, že redukce ThO2 je usnadněna
přítomností
uhlíku. Vytvoří totiž s kyslíkem kysličník uhelnatý a uhličitý a ten je
snadno odčerpán, aniž nějak působí na redukované Th. Proto se W + Th
vlákna
před zamontováním potírají grafitem, nebo se už při výrobě přidává 0,25
÷ 1,5% uhlíku, aneb nejčastěji se žhaví na 2000K během čerpání v
uhlovodíkové
atmosféře (v parách benzinu, naftalinu nebo v acetylenu) tak dlouho, až
se jejich odpor změní o 6 ÷ 10 %.
Teplota provozu musí býti tak zvolena, aby vypařování Th s povrchu
bylo právě vyváženo difusí Th z nitra kathody, čili aby nastala jakási
rovnováha. Nejideálnější by bylo, aby se nic z povrchové vrstvičky
nevypařovalo
a nic tedy nemuselo difundovat z nitra. Tomuto stavu se blížíme při
provozu
na teplotě 1700 ÷ 1800 K. Zničí-li se však za těchto podmínek
jakýmkoliv
způsobem (na př. působením kyslíku) povrchová vrstva, je nutno pro
vytvoření
nové vrstvičky Th zvětšit teplotu až asi na 2000 K. Větším přežhavením
se odpařuje z povrchu více Th než se stačí doplnit, takže schopnost
emise
pomalu nebo rychle (podle velikosti přežhavení), klesá, a nakonec zbude
kathoda z čistého W.
Kromě této značné choulostivosti na teplotu jeví W + Th kathoda ještě
velkou citlivost vůči zbytkům plynů ve vakuu. Při zhoršeni vakua v
elektronce
(na př. přetížením a tím vzniklým odplynováním ostatních elektrod)
plynové
ionty bombardují citlivou Th vrstvičku a zničí ji. Životnost těchto
kathod
je až několik desetitisíců hodin, ještě při teplotě 1950 K dosahuje
3000
hod. provozu. Používá se jich hlavně v menších vysílacích elektronkách.
Destilované kathody
Patří do skupiny kathod s negativní mezivrstvou. Používalo se jich
hlavně
v letech 1927 až 1932, nyní byly vytlačeny oxydovými kathodami, a proto
o nich jen stručně. Podkladovým materiálem byl zoxydovaný W drát, po
případě
předem poměděný a teprve zoxydovaný. Povrchová vrstva však musí být
vytvořena
jen z nižších kysličníků, jen tak dosáhne dostatečné životnosti. Na
tuto
kysličníkovou vrstvu bylo vypařeno (nadestilováno) kovové barium
nejčastěji
z tabletky, umístěné v anodě. Částečně reagovalo s kyslíkem kysličníku
wolframového na kysličník barnatý BaO, čímž vznikla stejná mezivrstva
jako
u oxydových kathod. Liší se vlastně od vpálených oxyd. kathod jen
způsobem
výroby. Podle výchozích látek, jichž použijeme k vypaření Ba,
rozeznáváme
vypařovací způsob thermitový (kysličník Ba smíchán s hliníkem),
azidový,
pak z bariové slitiny a z kovového Ba ve vzduchotěsném obalu. Podle
Espeho
2) je vhodné zapojit během vypařování anodové napětí, jelikož tím jsou
positivní ionty Ba řízeny na negativní kathodu. Přebytečné Ba usadí se
na okolních elektrodách a skle baňky, kde vedle žádoucího getrovacího
účinku
způsobuje i nežádoucí mřížkové a anodové emise. Vypařená vrstva je
hladká,
kovového vzhledu, síly 0,1 ÷ 5 µm i s kysličníkovou vrstvou, a má
prakticky
zanedbatelný příčný odpor. Při teplotách kolem 1000 K dává sytné proudy
0,5 ÷ 1 A/cm2. Je však velmi citlivá na přežhavení nad 1200
K, protože se kysličníková vrstva rychle odpaří a na rozdíl od W + Th
kathod,
nelze ji znovu regenerovat. Destilovaných kathod používalo se hlavně
při
výrobě elektronek pro přijímače.
Kathody s vrstvou kysličníků vzácých zemin
(oxydové
kathody)
Podklad pro tyto kathody tvoří u přímo žhavených nejčastěji W, někdy
též
konel (70 % Ni + 19 % Co + 8 % Fe + 3 % Ti), platinnikl (5÷10 % Ni),
platin-iridium
(5 ÷ 20 % Ir), nebo čistá platina, pro nepřímo žhavené téměř výhradně
niklová
trubička. Podkladový materiál nesmí obsahovat příměs manganu, neboť ten
už v malé koncentraci zmenšuje emisi. Neškodná, ba i prospěšná svými
redukčními
účinky na BaO, je přísada hliníku, titanu, baria, hořčíku a thoria. Na
tento podklad je nanesena 10 ÷ 100 µm silná vrstva emisní pasty,
složené
z kysličníků Ba, strontia nebo vápníku, anebo nejčastěji z jejich
směsi.
Tyto oxydy však nejsou na vzduchu stálé a mění se na př. vlhkostí ze
vzduchu
na hydroxydy, a s kysličníkem uhličitým na uhličitany. Proto není-li
možné
je během několika hodin zastavit do vakua nebo ochranného plynu,
použijeme
raději jako výchozí sloučeniny na emisní pasty uhličitanů těchto kovů.
Po zatavení takto zhotovené kathody do elektronky se rozžhavením ve
vakuu
na 1350 ÷ 1500K promění uhličitany v kysličníky. To je t. zv.
formování.Přitom
probíhá tepelný rozklad podle rovnice:
Ba Co3 --> BaO + CO2
Sr CO3 --> SrO + CO2
Vzniklý kysličník uhličitý CO2 je vývěvou odčerpáván.
Získaná
kysličníková vrstva však dosud nemá výhodné emisní vlastnosti, neboť je
složena z elektricky nevodivého materiálu a proud, který by jí
procházel,
může být jen iontový. Abychom vytvořili místo iontové vodivosti v
kysličnících
elektronovou, musíme zvláštním pochodem, t. zv. aktivací, způsobit
rozložení
některých atomů kysličníků na kov a kyslík a tak vytvořit ve vrstvě
přebytečný
kov.
Jak tento rozklad nastane, je dosud sporné. Zprvu se předpokládalo,
že přebytečný kov se vytvoří tepelným rozpadem (thermickou dissociací)
kysličníku. Tento názor byl však vyvrácen důkazem, že při aktivisačních
teplotách prakticky žádný tepelný rozpad nenastává, protože je k němu
potřeba
teplot mnohem větších. V úvahu tedy přichází jen aktivování průchodem
proudu,
t. j. pod anodovým napětím, a redukční, t. j. bez anod. napětí. Obě
mají
své opodstatnění. Proudového se používá u kathod vpálených (pro
výbojky),
t. j. takových, kde došlo k chemické reakci mezi podkladovým kovem a
kysličníky,
a tím k předčasnému odstranění redukování schopné látky. U kathod
nevpálených
(pro běžné elektronky) převládá aktivování redukční.
Redukce kysličníků, totiž téměř výhradně nejreaktivnějšího z nich,
BaO, může nastat působením kovu podkladu, nebo působením kysličníku
uhelnatého,
který vznikl ještě při formování kathody, nebo do pasty přidanými
redukčními
pojícími látkami. Poslední způsob je zanedbatelný, první dva se
vzájemně
doplňují. Redukce kysličníkem uhelnatým CO při formování probíhá podle
rovnice:
2 Ba CO3 --> 2 BaO + 2 CO + O2
BaO, + CO --> Ba + CO2
Redukcí vzniklé přebytečné Ba atomy difundují na povrch vrstvy, buďto
vyemitují volný elektron a v podobě iontů se vracejí zpět vrstvou k
základnímu
kovu, nebo se vypaří. Nakonec nastane dynamická rovnováha mezi redukcí
BaO na Ba, vypařováním Ba s povrchu a difusí přebytečného Ba na povrch,
kteréžto všechny pochody závisí na teplotě. Doba aktivování rovněž
závisí
na teplotě, bývá normálně pět minut až dvě hodiny, při velkých nebo
speciálních
kathodách až den i více. U kysličníkových kathod se už uplatňuje příčný
odpor vrstvy (1 až 10 ohmů), který zvláště při velkých emisních
hustotách
způsobuje přižhavení vrstvy. Je možno říci, že tento odpor klesá s
teplotou
a při aktivování vytvořením přebytečného Ba se zmenšuje.

Snímek 1. Nepřímo žhavená kysličníková kathoda, t. zv. rychle
žhavicí.
Skládá se
-
z niklové trubičky, na níž je kataforeticky nanesena emisní pasta,
-
ze žhavicího tělíska, což je wolframový drát nebo spirálka (většinou
bifilární,
viz E 1949 č. 7, str. 164), opatřený vypálenou isolační vrstvou
kysličníku
hlinitého Al2O3.
Snímek 2. Nepřímo žhavená kysličníková kathoda, starší typ, pomalu
nažhavující.
skládá se
-
z niklové trubičky s emisní vrstvou kysličníků,
-
z isolační trubičky z kysličníku hlinitého nebo hořečnatého.
-
z topného drátu nebo spirálky bez isolace.
Povšimněme si látek, snižujících emisi, t. j. látek, které otravují
kathodu. Otrávení kathody je pochod, probíhající vně i uvnitř vrstvy a
způsobuje zvětšení výstupní práce a tím pokles emise. Více se uplatňuje
otrávení v rozmezí kysličníková vrstva - vakuum, které rychle zmenší
emisi,
ale dá se odstranit ze zásob emisní vrstvy. Nejčastěji je způsobuje
plyn,
který v elektronce zbyl po nedostatečném vyčerpání, nebo se uvolnil při
přetížení elektrod. Při provozu a při tlaku větším než l0-3
torru je každý plyn nebezpečný povrchu kathody, protože způsobí její
bombardování
svými ionty a zničí ji mechanicky. Při menších tlacích i za studena je
nebezpečný zvláště kyslík, neboť váže přebytečné Ba sloučením na
kysličník.
Při provozní teplotě je škodlivý až do vakua 10-5 torru.
Vzácné
plyny a vodík mohou v některých případech emisi i zlepšit, hlavně
kompensací
prostorového náboje ionty plynu.
Nebezpečné vnitřní otrávení kathody, které už nelze odstranit,
způsobují
prvky halové, t. j. chlor, brom, jod, fluor a jejich sloučeniny, neboť
se snadno slučují s emisní pastou. Ostatní chemické sloučeniny jsou tím
nebezpečnější, čím jsou kyselejší. Musí být proto při výrobě a nanášení
emisní pasty dbáno úzkostlivé čistoty, a i z okolí odstraněny látky,
působící
otravu, aby se ani jejich výpary nepřenesly vzduchem k emisní hmotě.
Při výrobě pasty jsou výchozí uhličitany většinou připraveny z
hydroxydů
nebo dusičnanů tak, aby vznikly krystaly směsi. Bylo totiž
experimentálně
zjištěno, že směsné krystaly v emisní pastě dávají za stejných podmínek
větší emisi než jen mechanicky smíšené uhličitany. Maximální emise
směsných
krystalů je při poměru BaO ku SrO = jedna ku jedné. Lze je jinak též
připravit
z mechanické směsi delším žhavením při vyšší teplotě. Po suspendování v
organické tekutině (methyl- nebo ethylalkoholu, amylacetátu) nebo v
destil.
vodě, a po několikadenním mletí v kulových mlýnech (rozrušení sbalením
vzniklých shluků) je emisní pasta nanášena na podkladový kov namáčením,
natřením štětcem, nastříkáním pistolí, nebo nejlépe kataforeticky.

Snímek 3. Různé druhy kysličníkových kathod:
-
přímo žhavená kyslič. kathoda na wolframovém podkladě (kataforeticky
nanesena).
-
Nepřímo žhavená kyslič. kathoda ve válcovém provedení, žhavicí tělísko
povytaženo. (Nastříkána.)
-
Nepřímo žhavená kyslič. kathoda v plochém provedení (žhav. tělísko
povytaženo).
(Nastříkána.)
-
Starší typ pomalu se nažhavující kyslič. kathody. (Nastříkána.)
-
Vpálená oxydová kathoda na isolační trubičce s topným tělískem, hustě
ovinuté
niklovým drátem.
-
Nepřimo žhavená kyslič. kathoda pro obrazovky (emisní vrstva jen na
čepičce).
Životnost oxydové kathody závisí na vakuu, provozní teplotě,
specifickém
emisním zatížení a na tom, jak časté je zapínání a vypínání. Žhavicí
příkon
je možno pří správně vyaktivované kathodě změniti o 15 ÷ 30 %, aniž se
značněji změní emise. Mění se tím ovšem životnost. Zkušenosti
amerických
konstruktérů ENIACu s prodloužením života elektronek mírným podžhavením
a současně zmenšením anodového napětí viz v ref. O. Horny v RA č.
1/1948,
str. 18 a v E č. 2/1949, str. 39. Při plném zatížení kathody (maximální
Ea, Ia) platí, že trvalé podžhavení škodí emisní vrstvě víc než trvalé
přežhavení. Při podžhavení jsou emisí namáhána jen místa, která mají
nejmenší
výstupní práci, nebo ta, kde je elektrické pole nejsilnější (vrchy,
vzniklé
nerovností pasty), což má za následek jejich brzké zničení. Krátkým
podžhavením
se kathoda jenom unaví a mírným přežhavením lze ji opět rekreovat.
Rovněž
pozvolné nažhavování pod anodovým napětím kathodě neprospívá, a proto u
silně zatížených elektronek (zvláště usměrňovacích) se nejprve nažhaví,
a potom teprve se zapne anodové napětí. Tím znamenitě stoupne
životnost.
Kysličníkové kathody se liší od předcházejících druhů hlavně tím, že
pracují
v oblasti prostorového náboje. Nemají jasně vyjádřeného nasyceného
proudu
a proto jsou schopny dát při impulsovém zatížení veliké proudy z malého
povrchu (až 50 A na cm2).* Prakticky lze jich použít ve
všech
druzích elektronek, a speciální druhy ve výbojkách.
Poznámka:
* Uplatňuje se ovšem současně ve značné míře sekundární emise.
Literatura:
1. Die Oxydkathode, G. Hermann, S. Wagner, 1943.
2. Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik, W. Espe a M. Knoll.
3. H. Simon - Zeitsch. fur techn. Phys. 1927, 11. 434-445.
4. Engineering Electrbnics, D. G. Fink, 1938.
Teno článek byl převzat z časopisu Elektronik č.9/1949, str.196
Zpět na obsah Jeníčkových
radiotechnických
stránek
Zpět na domovskou stránku Petra Jeníčka
Tato stránka byla naposledy aktualizována 8.12.2009.
Nascannoval a do html podoby upravil Ing. Petr Jeníček.
Oproti originálu byl na začátek přidán obsah a upraveno rozmístění
grafů
a obrázků.
Případné dotazy posílejte na adresu pjenicek@seznam.cz