Термоемісійний метод визначення роботи виходу

Перелічимо основні параметри термокатодом.

1) Робоча температура катода # 61485; tраб; під tраб розуміють таку найбільшу температуру катода, при якій він може довго працювати.

2) Щільність струму емісії (або питома емісія) j при tраб.

3) Ефективність термокатодом А. під якою розуміється відношення струму емісії i до потужності W струму розжарення катода, необхідного для підтримки цієї емісії, тобто А = i / W. Зазвичай А вимірюється в ма × вт # 61485; 1.

4) Довговічність або термін служби катода t. Під t розуміється тривалість роботи катода, протягом якої крутизна характеристики лампи з цим катодом зменшується на вказану кількість% (для багатьох ламп це число приймається рівним десяти).

Представляють інтерес і інші властивості катодів, такі, як їх пористість, поверхневий рельєф, розподіл емісії по поверхні, стабільність роботи при високих анодних напругах, стійкість катода до іонної бомбардування і отруйна дії залишкових газів.

У табл. 9.1 наведені основні параметри деяких типів термокатодом. Дослідження встановили, що найкращими емісійними властивостями з оксидів лужноземельних металів володіє окис барію; проте суміші цього оксиду з іншими оксидами металів тієї ж групи дають ще більшу щільність емісії. Так, наприклад, з подвійних оксидів барію і стронцію, оксид, що містить 70% (молекулярних) стронцію та 30% барію, має емісійною здатністю, приблизно в десять разів більшою, ніж чистий оксид барію. Тому майже завжди оксидне покриття робиться з суміші оксидів барію з оксидами стронцію або стронцію і кальцію.

Аналогічно (8.3), запишемо формулу для струму термоелектронної емісії в вигляді

де S - площа емісії та

Формулу (9.1) зручно представити у вигляді

Залежність (9.3) носить назву характеристики Річардсона-Шоткі і представлена ​​на рис. 9.1. За кутку з віссю абсцис можна визначити термоемісійного роботу виходу

За відрізку, який відсікається перетином продовження характеристики Річардсона-Шоткі з віссю ординат, визначається твір SA. В даному випадку площа S легко знаходиться, так як це розігріта область емісії. Знаючи S. визначається величина А. І хоча, згідно з (9.2), А складається з комбінації світових констант, реально її величина різна для різних матеріалів, з яких може бути виконаний термокатодом.

2) Калориметрический метод

Іншим незалежним методом визначення термоемісійною роботи виходу є калориметрический метод. Принципова схема приладу показана на рис. 9.2. За допомогою джерела живлення ланцюга анода (ІПА) подають на анод негативний зсув і роблять рівним нулю анодний струм, що фіксується амперметром А2. У ланцюгу напруження за допомогою джерела живлення напруження (ІСН) створюють струм I1 при падінні напруги U1 (показання амперметра А1 і вольтметра V1). Тоді підводиться до катода потужність буде

У стаціонарних умовах ця потужність компенсується втратами на випромінювання. Відповідно до закону Стефана-Больцмана

s - постійна Стефана-Больцмана. Температура Т дротяного катода фіксується за допомогою пірометра. Потім на анод подають позитивний зсув і фіксують в анодному ланцюзі струм I. Необхідно тільки, щоб струм I був обмежений емісійною здатністю катода і можна було знехтувати ефектом Шотткі. За допомогою ІСН домагаються того, щоб температура катода була як і раніше дорівнює Т. (та ж світність напруження катода і нитки пірометра). Використовуючи результати розділу 2, можна записати

В даному випадку робота виходу і величина виражені в вольтах. Співвідношення (9.9) дозволяє незалежним чином визначити термоемісійного роботу виходу.