Кенотрон – ламповий діод

Кенотрон -ламповий діод, найпростіша радиолампа, в якій крім катода, є ще один електрод – анод, який представляє собою порожнистий металевий циліндр, що огинає катод. Обидва електроди поміщають в скляний (керамічний або металевий) балон, з якого відкачано повітря.

властивості кенотрона

Для дослідження властивостей кенотрона складемо схему, показану на малюнку. У цій схемі джерело ЕРС Ен служить для нагріву катода, а джерело ЕРС Е а створює в просторі між анодом і катодом електричне поле. (Напруження Ен може бути і змінного струму.) Так як позитивний затискач джерела Еа приєднаний до анода діода, а негативних затиск – до катода, то утворене електричне поле для електронів буде пришвидшує. Під дією цього поля електрони, що вилетіли з катода, будуть рухатися у напрямку до анода. Якщо напруга джерела Е а мало, то і чинне між катодом і анодом поле також невелика, і тому не всі електрони, що вилетіли з катода, досягнутий анода.

Деяка їх частина групується біля катода, створюючи електронну хмару (просторовий заряд негативного знака). Ця хмара утворює поблизу катода кенотрона гальмує електричне поле, що змушує електрони, що вилетіли з катода, повертатися назад до нього.

просторовий заряд

Роботу діода в даній схемі можна представити таким чином: при нагріванні катода з його поверхні будуть випромінюватися електрони, частина яких під дією сил електричного поля кинеться до анода, утворюючи потік електронів, зворотний по напрямку анодному току Ia, а інша частина утворює просторовий заряд. Цей заряд частково розсмоктується під дією сил електричного поля між анодом і катодом, але тут же поповнюється іншими електронами, що вирвалися з катода. У міру зростання анодного напруги збільшується число електронів, що захоплюються електричним полем і досягають анода. Внаслідок цього анодний струм кенотрона зростає, а щільність просторового заряду зменшується.

При певному напрузі на аноді просторовий заряд повністю розсмоктується і анодний струм досягає максимального значення. Для діода з катодом з вольфраму далі настає так званий режим насичення. При ньому, незважаючи на подальше збільшення анодної напруги, анодний струм більш не збільшується. У діоді з оксидним катодом явище насичення не спостерігається, і його анодний струм при збільшенні анодної напруги буде усе більш зростати за рахунок виривання електронів з катода електричним полем (електростатична емісія). Таке наростання струму буде відбуватися аж до повного руйнування катода.

В якості експерименту, змінимо полярність джерела Еа. В цьому випадку до анода діода буде приєднаний негативний затискач джерела, а до катода – позитивний. Електричне поле всередині діода з прискорює перетвориться в гальмує. Під дією цього поля всі електрони, що вирвалися з катода повернуться назад. Струм через цей діод протікати не буде.

Висновок, діод має властивість односторонньої провідності і пропускає струм лише в тому випадку, якщо зовнішня напруга докладено до анода в позитивній полярності. Це властивість діода (він же кенотрон) є основним, і в якій би схемою він не працював, які б функції не виконувала схема, робота самого діода завжди заснована на властивості односторонньої провідності.

Посилання на основну публікацію