Электрический ток в вакууме представляет собой поток электронов. Важным для практического использования являет¬ся способ получения потока заряженных частиц — элект¬ронов с помощью термоэлектронной эмиссии. Катод, покрытый специальным веществом, при силь¬ном нагревании может легко излучать электроны. Меха¬низм этого излучения следующий: свободные электроны, находясь в постоянном хаотическом движении, могут вылетать за пределы кристаллической решетки металла. При комнатной температуре они находятся непосред-ственно, у самой поверхности за счет сил взаимного при-тяжения между ними и положительными ионами решет¬ки. Если же катод подогревать, электроны приобретают достаточно большую скорость, чтобы выйти далеко за пределы металла. При температуре =1000° С количество электронов, покидающих металл, является достаточно большим. Работа, которую надо совершить электрону, чтобы покинуть поверхность металла, называется работой вы¬хода. Эта работа зависит от сил взаимодействия между электронами и ионами кристаллической решетки, а сле¬довательно, от вещества, из которого состоит катод. Электроны, испускаемые нагретым катодом, нахо¬дятся у его поверхности, образуя пространственный от¬рицательный заряд («электронное облако»). Непрерыв¬но испускаемые катодом электроны частично отбрасыва¬ются «электронным облаком» обратно на катод. При по¬ложительном напряжении на втором электроде (аноде) электроны из «облака» увлекаются полем, образуя ток. При увеличении напряжения на аноде ток сначала увеличивается до некоторого момента, пока все электро¬ны, вылетевшие с катода, не попадают на анод. В этом случае ток принимает максимальное значение, которое называется током насыщения. Величина тока насыщения определяется числом электронов, испускаемых за секунду катодом, и зависит от его материала, температуры, площади. Явление термоэлектронной эмиссии широко исполь-зуется в электронных лампах: вакуумных диодах, трио¬дах, электронно-лучевых трубках. Вакуумный диод — двухэлектродная электронная лампа, состоящая из вакуумированного объема с двумя электродами — катодом и анодом. Схематическое изображение диода и его вольт-ам¬перная характеристика приведены на рисунке 1.
Рис. 1 Диод состоит из стеклянного баллона, из которого выкачан воздух (вакуум достигает 10~6 — 10~7 мм рт. ст.), и двух электродов — анода и катода. Катод может быть двух видов: а) раскаленная метал-лическая нить, испускающая электроны; б) цилиндр, внутри которого помещается раскаленная нить, нагрева¬ющая катод-цилиндр. Электронно-вакуумные лампы с катодом первого вида называются лампами прямого накала, с катодом вто¬рого вида — лампами косвенного накала. Катоды обычно покрывают слоем оксидов некото¬рых металлов. Оксидированные катоды при нагревании выделяют значительно больше электронов, чем чистые металлы, за счет уменьшения работы выхода электронов из вещества. Например, из вольфрама, покрытого цези¬ем, вылетает 3 -10м в раз больше электронов, чем из чис¬того вольфрама при той же температуре.
Основные характеристики электронных прибор:* представляет их вольт-амперная характеристика У диода вследствие различий в характеристиках электгч-дов она несимметричная. Диод обладает односторонне проводимостью — ток через диод проходит только определенной полярности приложенного напряжение
