Кенотрон - ламповый диод
Схема включения
лампового диода
А - анод
К - катод
Н - накал
Кенотрон -ламповый диод, простейшая радиолампа, в которой помимо катода, имеется ещё один электрод - анод, представляющий собой пустотелый металлический цилиндр, огибающий катод. Оба электрода помещают в стеклянный (керамический или металлический) баллон, из которого откачан воздух.
Свойства кенотрона
Для исследования свойств кенотрона составим схему, показанную на рисунке. В этой схеме источник ЭДС Ен служит для нагрева катода, а источник ЭДС Еа создаёт в пространстве между анодом и катодом электрическое поле. (Накал Ен может быть и переменного тока.) Так как положительный зажим источника Еа подсоединён к аноду диода, а отрицательных зажим - к катоду, то образованное электрическое поле для электронов будет ускоряющим. Под действием этого поля электроны, вылетевшие из катода, будут двигаться по направлению к аноду. Если напряжение источника Еа мало, то и действующее между катодом и анодом поле также невелико, и поэтому не все электроны, вылетевшие из катода, достигнут анода.
5Ц4С
Двуханодный кенотрон.
(Два анода,
общий катод
и накал.)
Некоторая их часть группируется около катода, создавая электронное облако (пространственный заряд отрицательного знака). Это облако образует вблизи катода кенотрона тормозящее электрическое поле, заставляющее электроны, вылетевшие из катода, возвращаться обратно к нему.
Пространственный заряд
Работу диода в данной схеме можно представить следующим образом: при нагреве катода с его поверхности будут излучаться электроны, часть которых под действием сил электрического поля устремится к аноду, образуя поток электронов, обратный по направлению анодному току Ia, а другая часть образует пространственный заряд. Этот заряд частично рассасывается под действием сил электрического поля между анодом и катодом, но тут же пополняется другими электронами, вырвавшимися с катода. По мере возрастания анодного напряжения увеличивается число электронов, захватываемых электрическим полем и достигающих анода. Вследствие этого анодный ток кенотрона возрастает, а плотность пространственного заряда уменьшается.
При определённом напряжении на аноде пространственный заряд полностью рассасывается и анодный ток достигает максимального значения. Для диода с катодом из вольфрама далее наступает так называемый режим насыщения. При нём, несмотря на дальнейшее увеличение анодного напряжения, анодный ток более не возрастает. В диоде с оксидным катодом явление насыщения не наблюдается, и его анодный ток при увеличении анодного напряжения будет всё более возрастать за счёт вырывания электронов из катода электрическим полем (электростатическая эмиссия). Такое нарастание тока будет происходить вплоть до полного разрушения катода.
В качестве эксперимента, изменим полярность источника Еа. В этом случае к аноду диода будет присоединён отрицательный зажим источника, а к катоду - положительный. Электрическое поле внутри диода из ускоряющего превратится в тормозящее. Под действием этого поля все электроны, вырвавшиеся с катода возвратятся обратно. Ток через этот диод протекать не будет.
Вывод, диод обладает свойством односторонней проводимости и пропускает ток лишь в том случае, если внешнее напряжение приложено к аноду в положительной полярности. Это свойство диода (он же кенотрон) является основным, и в какой бы схеме он не работал, какие бы функции не выполняла схема, работа самого диода всегда основана на свойстве односторонней проводимости.
