Studená katoda

Studená katoda (emise pole nebo bodová katoda) je emitor volných elektronů pracující na základě jevu emise pole , funkční prvek mnoha zařízení v mikroelektronice. Název vychází z toho, že katoda není předem speciálně zahřátá (ale přesto se může taková katoda za provozu výbojky zahřát na stejné teploty jako ta ohřívaná).

Technologie

Jako výchozí materiály pro tvorbu polních katod se často používají žáruvzdorné kovy ( wolfram , molybden , rhenium , platina ), ale i kovy přechodových skupin ( chrom , niob , hafnium ), k těmto kovům se často přidává oxid thoria (zejména v xenonovém oblouku lampy ) ke snížení pracovní funkce a vzniku počáteční ionizace v plynném prostředí. V polních emisních plynových výbojích je katoda obvykle dotována thoriem, používají se Penningovy směsi a do směsi pracovních plynů se přidává také malé množství kryptonu-85 . Tyratron se studenou katodou MTX-90 má studenou katodu potaženou cesiem , díky čemuž, když je tyratron osvětlen přirozeným nebo umělým světlem, jsou z katody emitovány počáteční elektrony v důsledku emise fotoelektronů . Polovodičové materiály poskytují nespočet možností pro vytváření polních katod . Polní katody vyrobené z takových materiálů však nemohou pracovat po dlouhou dobu v podmínkách komerčních zařízení, protože dochází k destrukci mikrovýčnělků, které určují vyzařování pole z pracovního povrchu katody. V 70. letech se objevily první zprávy o emisních vlastnostech uhlíkových materiálů (hlavně uhlíkových vláken ). Další studie ukázaly zásadní příslib takových materiálů.

Výhody

Výhody polních emisních katod ve srovnání s jinými typy zdrojů volných elektronů jsou:

• nízká citlivost na vnější záření ;
• odolnost vůči teplotním výkyvům;
• nedostatek tepla ;
• vysoká hustota proudu emise pole;
• setrvačnost ;
• exponenciálně vysoký sklon charakteristik proud-napětí .

Aplikace

Kombinace výše uvedených vlastností určuje vyhlídky pro použití polních katod v různých elektronických zařízeních, jako jsou zařízení s katodovým paprskem, ploché obrazovky , katodoluminiscenční světelné zdroje a tak dále.

Používá se v zařízení některých plynových výbojek , vakuových nebo plynem plněných svítících trubic "se studenou katodou" ( CCFL , anglicky  Cold Cathode Fluorescent Lamp ).

Viz také

• Fluorescenční lampa
• katodoluminiscenční světelné zdroje

Literatura

• E.P. Sheshin Povrchová struktura a emisní vlastnosti uhlíkových materiálů. - M .: Nakladatelství MIPT, 2001. - 288s. ISBN 5-89155-066-0
• N.I. Tatarenko, V.F. Kravchenko Polní emisní nanostruktury a zařízení na nich založená. — M.: Fizmatlit, 2006. — 195 s. ISBN 5-9221-0695-3

Poznámky

Odkazy

• Studená katoda // Velký encyklopedický polytechnický slovník . — 2004. (Ruština)

Slovníky a encyklopedie	Velký Rus
V bibliografických katalozích	GND : 4807870-0