Холодный катод

Холодный катод (автоэмиссионный или острийный катод) — эмиттер свободных электронов, работающий на основе явления автоэлектронной эмиссии, функциональный элемент многих приборов в микроэлектронике. Название исходит из того, что предварительно катод специально не нагревается (но всё же во время работы лампы такой катод может нагреваться до таких же температур, что и нагреваемый).

Плата инвертора для CCFL-лампы

ТехнологияПравить

Исходными материалами для создания автокатодов в первую очередь служат тугоплавкие металлы (вольфрам, молибден, рений, платина), а также металлы переходных групп (хром, ниобий, гафний), часто к этим металлам добавляется оксид тория (особенно в дуговых ксеноновых лампах) для снижения работы выхода и создания начальной ионизации в газовой среде. В автоэмиссионных газоразрядных приборах обычно катод легируется торием, используются смеси Пеннинга, также добавляется небольшое количество криптона-85 в рабочую смесь газов. Холоднокатодный тиратрон МТХ-90 имеет холодный катод, покрытый цезием, благодаря чему при освещении тиратрона естественным или искусственным светом начальные электроны излучаются с катода благодаря фотоэлектронной эмиссии. Бесчисленное множество вариантов для создания автокатодов дают полупроводниковые материалы. Однако автокатоды из таких материалов не могут работать длительное время в условиях серийных приборов, так как происходит разрушение микровыступов, определяющих автоэмиссию с рабочей поверхности катода. В 1970-х годах появились первые сообщения об эмиссионных свойствах углеродных материалов (в основном углеродные волокна). Дальнейшие исследования показали принципиальную перспективность таких материалов.

ПреимуществаПравить

Преимуществами автоэмиссионных катодов, по сравнению с другими видами источников свободных электронов, являются:

малая чувствительность к внешней радиации;
устойчивость к колебаниям температуры;
отсутствие накала;
высокая плотность тока автоэмиссии;
безынерционность;
экспоненциально высокая крутизна вольт-амперных характеристик.

ПрименениеПравить

Совокупность вышеуказанных свойств обуславливает перспективность использования автокатодов в различных электронных приборах, таких как электронно-лучевые приборы, плоские дисплейные экраны, катодолюминесцентные источники света и так далее.

Используется в устройстве некоторых газоразрядных ламп, вакуумных либо заполненных газом светящихся трубок «с холодным катодом» (CCFL, англ. Cold Cathode Fluorescent Lamp).

См. такжеПравить

ЛитератураПравить

Е.П. Шешин Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов. — М.: Издательство МФТИ, 2001. — 288с. ISBN 5-89155-066-0
Н.И. Татаренко, В.Ф. Кравченко Автоэмиссионные наноструктуры и приборы на их основе. — М.: Физматлит, 2006. — 195 с. ISBN 5-9221-0695-3

ПримечанияПравить

СсылкиПравить

Холодный катод // Большой энциклопедический политехнический словарь (рус.). — 2004.