Введение АТСб-22-1

    Электронной эмиссией называется процесс испускания телом электронов в окружающее его пространство. Для обеспечения выхода электронов из тела им требуется сообщить дополнительную энергию. В связи с этим рассматриваются следующие виды электронной эмиссии:

• термоэлектронная;
• электростатическая;
• фотоэлектронная;
• вторичная;

   При термоэлектронной эмиссии дополнительная энергия электронам сообщается путем нагревания тела. Электростатическая эмиссия возникает за счет большой напряженности электрического поля у поверхности тела. При фотоэлектронной эмиссии поверхность тела подвергается освещению. Вторичная эмиссия появляется в результате воздействия электронного потока первичной эмиссии на поверхность тела. При бомбардировке первичными электронами поверхности тела из него выбиваются вторичные электроны, этот процесс и носит название вторичной эмиссии.

   В большинстве электронных приборов для создания электронного потока используется термоэлектронная эмиссия. При этом электрод, создающий электронный поток, называется катодом. Ток термоэлектронного катода зависит от его температуры. Плотность тока термоэлектронной эмиссии определяется уравнением Ричардсона и Дешмэна:

I_e = I₀e^-φ₀/φ_T

где φ₀ – удельная работа выхода электронов из катода;

       φ_T = kT/q – тепловой потенциал;

       k – постоянная Больцмана;

      T – абсолютная температура в К;

      q – заряд электрона;

      I₀ = АТ², А = 120 А×см^-2×К^-2 – постоянная Ричардсона.

    Уравнение показываем, что плотность тока эмиссии I_е увеличивается с увеличением температуры T.

  Эффективность катода характеризуется отношением предельного тока катода к мощности, затрачиваемой на его нагрев до рабочей температуры, и измеряется в мА/Вт. Для обеспечения долговечности катода и стабильности его параметров предельный ток катода выбирается значительно меньше тока эмиссии.

  Весьма важным показателем катода является его долговечность, которая характеризует его эксплутационные свойства. Обычно долговечность катода определяют по снижению тока эмиссии на 20% от номинального значения.

 Катоды бывают прямого и косвенного накала. Катоды прямого накала выполняют из тугоплавкого металла – вольфрама или молибдена. Катоды косвенного накала состоят из подогревателя и керна (или подложки), на который наносят металл с малой работой выхода электронов. Рабочая температура подогревных катодов значительно ниже температуры катодов прямого накала, поэтому их эффективность оказывается более высокой. В качестве металла, наносимого на поверхность керна, обычно используется барий.

 В процессе работы происходит окисление поверхности катода, при этом удельная работа выхода увеличивается. Так, например, работа выхода из окисленного вольфрама увеличивается почти вдвое по сравнению с неокисленной поверхностью.