Emise elektronů, elektronky

Výhodné jsou silné nepřímo žhavené katody, které se teplem nedeformují a dovolují malé vzdálenosti bez nebezpečí zkratu. Jejich další výhodou je velká emisní plocha, takže jsou schopny emitovat velký proud. Zesilovací činitel nebo proud závisí na hustotě závitů mřížky a na poměru vzdáleností mřížky a anody od katody. Čím je mřížka hustější a blíže ke katodě a anoda vzdálenější, tím je vliv anody menší a mřížky větší.

Katody elektronek jsou žhaveny elektrickým proudem a mohou být přímo žhaveny nebo nepřímo žhaveny. Přímo žhavené katody se vyznačují tím, že emitujícím kovem přímo protéká žhavicí proud. Rozdělujeme je do tří skupin:

- vlákna z čistých kovů (např. wolfram)

- povlaková, pokrytá kysličníky

- kovová vlákna s povlakem silně emitujících kovů

Povlakových vláken nelze použít pro velké výkony, neboť poměrně těžké kladné ionty, dopadající na katodu, by rychle zničily jemný povlak emitující hmoty. Ionty vznikají v elektronce nárazovou ionizací, jak bude vysvětleno dále.

K emisi a ke konstrukci se hodí zvláště dobře kovy, jejichž teplota tavení je značně vyšší než teplota, při které emitují elektrony. Vysokou teplotou se katoda rychle rozprašuje, vlákno se v nejvíce porušeném místě snadno přepálí nebo zlomí.

Povlaková vlákna umožňují při stejné emisi značné snížení teploty a tím se prodlouží životnost elektronky. Jsou úspornější neboť potřebují menší žhavicí proud.

Nanášení emisní vrstvy na vlákna elektronek se provádí buď protahováním vlákna vhodnými roztoky nebo usazováním baryových par.

Přímo žhavené katody se nehodí pro žhavení střídavým proudem. Kolem vlákna se vytvoří kmitající elektrostatické a magnetické pole, které rozkmitá i elektronový oblak a anodový proud vykazuje střídavou složku. Kolísání teploty katody v rytmu střídavého proudu se rovněž projeví nepříznivě jako kolísání anodového proudu. Tato závada je odstraněna u nepřímo žhavených katod, které mají žhavicí vlákno odděleno a odizolováno od vlastní emitující katody. Vlastní vlákno je vinuto bifilárně (bifilární vynutí : nevytváří vlastní magnetické pole, je prakticky bez vlastní indukčnosti, ale má vyšší vlastní kapacitu ). Mezi vláknem a katodou je izolační trubička z keramické hmoty nebo je vlákno postříkáno izolační hmotou. Katodu tvoří niklová trubička s povlakem kysličníku barya. Zahřátí katody trvá u přijímacích elektronek asi 30 – 50 vteřin. Žhavicí napětí je obyčejně v mezích 1, 4 – 12, 6 V (někdy i více), žhavicí proud od 24mA do několika A podle velikosti elektronky. U velkých vysílacích elektronek dosahuje hodnoty několika set A. Elektrony přitažené anodou narazí na ni a odevzdají jí svou pohybovou energii. Ta se promění v teplo a anoda se zahřívá někdy až do červena. Musí být dostatečně chlazena, aby její teplota nestoupla nad dovolenou mez. Odevzdaná energie se nazývá anodová ztráta, která bývá výrobcem udávána přímo ve wattech nebo bývá udán proud a napětí, které elektronka trvale snese.