1629382485-048081f33d7067cb67d6bd3d4cee7eee (846428), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

В первом сл у ч а е ток накала / н п р о те к а е тнепосредственно по телу катода. К атоды прям ого накала в ы п о л ­няются из тонкой проволоки или ленты, которы е изгибаю т в с о о т ­ветствии с формой других эл ектр одов, имеющ их обы чно п л о с к у юили цилиндрическую конструкцию .

К атоды укреп ляю тся на т о к о ­подводящ их держ ателя х. П римеры конструкции катодов прямогонакала показаны на р и с. 1-9, а и б.В катодах подогревн ы х или, как их часто называют, косвенногонакала подогреватель и собственно катод разделены. Н ить по-а)ааРис. 1-9. Конструкция катодов.а — прямого накала для п лоской системы электродов; б — прямого накала для цилинд­рической системы; в — у строй ство подогревного катода; 1 — нить подогревателя; 2 —изолирующ ее покрытие; 3 — металлический цилиндр; 4 — активирующий слой; г — кон­фигурация подогревных катодов.догревателя (рис. 1-9, в), на которую нанесен сл ой изолирующ еготеп л остой кого материала, помещается в металлический цилинд­ри к , внешняя п овер х н ость которого покры вается активирующимсл оем . Т ок накала, п ротека я по подогревателю, разогревает его,и тепло сообщ ается собствен н о катоду.

Различные формы подо­гревны х катодов п оказан ы на рис. 1-9, г.Преимущ ество подогревных ка тодов перед катодами п р я м о гонакала заключается главным обр азом в возм ож ности их п итан ияпеременным током . Это значительно уп рощ ает схемы и сточн и к овнапряжения накала.Катоды п рям ого накала обы чно тр еб у ю т питания п остоя н н ы мтоком, так как при использовании переменного тока промы ш леннойчастоты 50 Гц ток в приборе мож ет изм ен яться в такт с ч а с т о т о йили с удвоенной частотой питающ его напряж ения, что п ри вод и тк появлению нежелательного н и зкоча стотн ого шума.Эксплуатация термоэлектронных к а тод ов . Основными э к сп л у а ­тационными показателями сл уж ат т о к / н или напряж ение £7пнакала, номинальные значения к отор ы х соответствую т р а б о ч е йтемпературе катода.

З а ви си м ость/,! = / (11ц) (рис. 1-10) н азы ваетсянакальной характеристикой. Н ели ней ность характеристики о б ъ ­ясняется р остом сопротивления нити накала при ее р а зо гр е в е .инОРис. 1-10. Накальнаяхарактеристика катода.Рис.1—1-11.Устройство металлогубчатогокатода.молибденовый цилиндр; г — вольф рамоваягубк а; 3 — активное вещество.П оэтом у для некоторы х типов катодов (например, вол ьф рам ового)целесообразно при включении увеличивать ток накала п остеп ен н о,устанавливая номинальное значение 1Н по мере разогрева к а то д а .Температурны й режим катода м ож н о кон тролировать с п о ­мощью амперметра или вольтм етра, реги стр и р уя значения / нили £/„.

П ервый метод менее уп отреби телен , так как в п р о ц е сс еэксплуатации диаметр катода п рям ого накала или п од огр ева тел яв катодах косвенн ого накала ум еньш ается и сопротивление и хувеличивается. Е сли поддерж ивать постоянны м ток накала, тодолговечность катода уменьшается, так как к концу срока он б у д е тработать с перегревом.Чаще всего накал катода к он тр ол и р у ю т вольтметром. Д о л г о ­вечность катода при этом увеличивается в 2 — 3 раза по ср а в н е н и юс первым методом, хотя в конце ср о к а он работает в реж им е не­докала, т. е. с пониженной эф ф ективностью .Типы термоэлектронных катодов. П о используем ом у м а те р и а л уи стр уктур е термоэлектронные катоды м ож н о разделить на о д н о ­родные металлические, активированные металлические, п о л у п р о ­водниковые и металлополупроводниковые.Однородные металлические т ермокат оды.

Материал к а т о д адолжен обладать малой работой вы хода и достаточно в ы со к о й те м -нературой плавления, так как уменьшение работы выхода и повы­шение рабочей тем пературы увеличивают эмиссионную сп особ­ность (1-1) и эф ф ективность катода (1-5). М атериал должен бытьтакж е достаточно вязким , п оскол ьку металлические катоды вы­полняю тся в виде т он к ой проволоки; долж ен хор ош о обезгаж иваться, быть стой ким к окислению и иметь ряд других свойств.Н аиболее ш ироко дл я изготовления катодов используется воль­фрам.П олож ительными свойствам и вольфрамовых катодов являютсяпостоянство тока эм и ссии и устойчивость против бомбардировкиионами.

Вольф рамовы е катоды сейчас исп ол ьзую тся преимущест­венно в мощных генераторн ы х лампах, а такж е в специальныхэлектрометрических лам пах.Активированные металлические термокатоды. Современнымиметаллическими активированны ми катодами являю тся металло­губчатые камерные или, как их иногда называют, ¿-к а то д ы , метал­логубчатые прессованные, пропитанные (импрегнированные), ме­таллокерамические и д р .У строй ство м еталлогубчаты х катодов с п лоской или цилинд­рической эм иттирую щ ей поверхностью схематически показанона рис. 1-11. Во вн утрен н ю ю полость молибденового цилиндрапомещ ается п одогреватель. Внешняя камера заполняется актив­ным веществом: химическим и соединениями карбоната барияи стронция, ок и сью т ор и я и др.

Снаруж и активное веществоотделяется от вакуум а привариваемыми к молибденовому цилинд­р у пластиной или цилиндром из губчатого вольфрама или молиб­дена. М еталлогубчаты й катод активируют медленным нагрева­нием. При этом активное вещ ество разлагается, выделяемые газыоткачиваю тся из баллона прибора, а окислы восстанавливаются привзаимодействии с вольф рам ом . Атомы тория или бария диффунди­р ую т на поверхность гу б к и и образую т на ней активный слой.Д остоинством м еталлогубчаты х катодов является стой кость к ион­ной бомбардировке и отравлению газами (после потери эмиссиив результате воздействия газов эмиссионные свойства катодабы стро восстанавл иваю тся).

Камерные катоды применяются в электронно-лучевы х п р и бор а х и электровакуумных приборах СВЧ.У строй ство гу б ч а того пропитанного катода несколько проще.У него нет специальной камеры для активного вещества; им про­питана сама вольф рам овая губк а. П о сравнению с камерным пропи­танный катод более п р ост по конструкции, равномернее нагре­вается и обладает бол ьш ей эффективностью.Разновидность губч а ты х катодов — металлокерамические ка­тоды, изготовляемые п утем спрессовывания или спекания порош ­к ов окиси металла (ни кель, вольфрам, ж елезо) и карбонатовщ елочно-земельны х м еталл ов. П о эмиссионным качествам метал­локерамические катоды приближ аю тся к металлогубчатым.В последнее время все более ш ирокое распространение полу­чаю т боридные кат оды, в которы х в качестве активного веществаиспользуется гексаборид лантана или гекса бор и д бария.

Б ор и д н ы екатоды изготавливаю т либо путем нанесения активного с л о я намолибденовую или танталовую п о д л о ж к у , либо в виде п р е ссо в а н ­ных цилиндров или дисков, укр еп л яем ы х затем в о п р а в к а хнуж ной формы. Боридные катоды обл адаю т вы сокой эм и сси о н ­ной сп особн ость ю и хорош о р а бота ю т при сильных вн еш н и хп олях.Полупроводниковые и металлополупроводниковые т ермокат оды.Оксидный катод, относящ ийся к этой групп е катодов, н аи бол ееш ироко применяется £ самых различны х электронных и и он н ы хприборах.

Оксидный катод п редставл яет соб ой никелевый ил ивольфрамовый керн с нанесенным оксидны м слоем — смесью о к и с ­лов бария, стронция и кальция. Н аилучш ими эм иссионны микачествами обладают оксидные ка тод ы , использую щ ие н и к е л е ­вый керн с присадкой вольфрама.В результате восстановления ок и си бария в узлах к р и ст а л ­лической решетки оксида об р а зу ю т ся атомы свободн ого ба р и я .Барий в этом случае представляет с о б о й донорную п ри м есь, иоксидный сл ой превращается в п ол уп р оводн и к с эл ек тр он н ойпроводимостью . Ч асть атомов св о б о д н о го бария диф фундируетк поверхности и создает там одн оатом н ы й слой, которы й п рииспарении пополняется за счет диф ф узии бария из глубины о к ­сидного сл оя.Весьма ценным свойством окси д н ого катода является его с п о ­собность к повышенной эмиссии в им пульсном режиме р а бо т ыприбора.Н аряду с достоинствами — в ы сок ой эффективностью и б о л ь ­шой плотностью тока, особенно в им пульсн ом режиме, — о к с и д ­ному катоду свойственны недостатки.

И спарение бария с п о в е р х ­ности катода приводит к загрязнению барием других эл ек тр од овприбора, что увеличивает коэффициент вторичной эмиссии с ихповерхности и может привести к н аруш ени ю работы п р и б о р а .Кроме того, оксидный катод весьма чувствител ен к бом бар д и р овк еего ионами и поэтом у не прим еняется в приборах с вы соки м инапряжениями, где скорость бом бар ди р ую щ и х ионов вел и к а.Из-за неоднородности структуры ок си д н о го сл оя на его п о в е р х ­ности возм ож но образование уч а стк ов повыш енного соп р оти вл е­ния и больш ой напряженности эл ектр и ческого поля.

П ри бо л ь ш о йплотности тока эти участки р азогр ева ю тся и может п рои зой типробой окси дн ого сл оя (искрение ок си д н о го катода).С целью устранения перечисленных недостатков р азр а ботанряд модификаций оксидного катода. Н ап ри м ер, в оксидно-сетчатомкатоде на поверхности керна ук р еп л я ется металлическая се т к а ,ячейки к отор ой заполняются окси дом . Это позволяет н е ск о л ь к оулучш ить проводимость катода и, следовательн о, уменьш ить е г оискрение.Х орош им и характеристиками обл адаю т оксидно-бариевые и оксидно-ториевые катоды.

Такие катоды отл ичаю тся вы сокой с т о й к о -ст ь ю против ионной бом бардировки и отравления газами, хорош овосстанавливают эм и сси ю после отравления и допускаю т доста­точн о высокие п л отн ости тока в непрерывном режиме.1-5. ПРОХОЖ ДЕНИЕ ТОКА В ВАКУУМЕНаведенный т ок . П редполож им, что в вакуум е на расстоя­нии га друг от др уга размещены два п лоских электрода в и а(ри с.

Характеристики

Список файлов книги