[24*].Доброневский О.Б. Справочник по радиоэлектронике. – К: Вища школа, 1971. – 292 c., ил.
[25*]. Батушев В.А. Электронные приборы. Учебник для электронных и радиотехнич.специальностей вузов. – М: Высшая школа, 1969. – 608 c., ил.
Устройство вакуумного диода
Общие замечания. Одним лишь подогревом катода в вакуумной трубке оьеспечить протекание по ней электрического тока не удается. Дело в том, что электроны, покидающие катод, не уходят очень далеко и «плавают» в виде электронного «облака» вблизи него.Это происходит из-за возникновения на катоде избыточного положительного заряда. Вблизи катода появляется электрическое поле, препятствующее удалению от него вылетевших электронов. Для «отсоса» электронного облака устанавливают анод (и сетки). Только подключив к вакуумной трубке, кроме источника подогрева катода, источник ускоряющего поля между катодом и анодом, удается получить в ней электрический ток ([14*], стр.322). Первые шаги. Как известно, первые лампы накаливания, выполнялись с размещением нити накаливания из металла или угля в вакууме, а не в инертных газах, как ныне.Проводя эксперименты при создании ламп, известный американский изобретатель Эдисон разместил внутри лампы дополнительный электрод – металлическую пластинку ([13*], стр.225). Эдисон соединял электроды к источникам тока различным образом (рис.1). Рис.1. При холодной нити накаливания ток в дополнительной цепи не течет Когда нить накаливания была холодной, то ток в дополнительной цепи не протекал и не регистрировался гальванометром G (поскольку вакуум – прекрасный изолятор. Ток протекал только при нагреве нити.Ток не протекал и при изменении полярности источника тока (при соединении пластины к отрицательному полюсу), хотя нить нагревалась (рис.2). Рис.2. При соединении пластины к отрицательному полюсу источника тока ток в дополнительной цепи ток не течет Однако Эдисон не смог понять механизмы пропускания тока только в одном направлении и не увидел пользы открытой им лампы. Современный вакуумный диод имеет следующее устройство.Вакуумный диод состоит из катода К в виде тонкой прямой нити и анода А, часто представляющего собой коаксиальный с нитью Н цилиндр (рис.3).Катод и анод впаяны в стеклянный (или металло-керамический баллон), внутри которого создан высокий вакуум в пределах 10-6…10-7 мм.рт.ст. ([13*], стр.225). Нить нагревается током и накаливает катод. Рис.3. Устройство вакуумного диода Оценим скорость движения электрона от катода к аноду в вакуумном диоде. В однородном продольном электрическом поле (в вакууме) движение электрона является равномерно-ускоренным. Энергия движения электрона при этом составляет
,
где e – заряд электрона; Dj – разность потенциалов между точками поля; – масса покоя электрона; – скорость электрона в однородном продольном электрическом поле.
Отсюда скорость электрона ([24*], стр.56): . С учетом известных величин e = 1,6×10–19 Кл, m = 9,11×10–31 кг ([24*], стр.56): При разности потенциалов в несколько десятков вольт скорость электронов достигает нескольких тысяч км/с.
Дополнительная литература по вакуумным диодам
[24*].Доброневский О.Б. Справочник по радиоэлектронике. – К: Вища школа, 1971. – 292 c., ил.
[25*]. Батушев В.А. Электронные приборы. Учебник для электронных и радиотехнич.специальностей вузов. – М: Высшая школа, 1969. – 608 c., ил.