Emise elektronů, elektronky

Anoda bývá konstruována jako niklový váleček nebo niklové plíšky postavené v určité vzdálenosti od katody. Některé elektronky mají anody z grafitu nebo z niklové síťoviny. Aby lépe vyzařovaly nežádoucí teplo, jsou často začerněné. Vysílací elektronky o výkonech několika set wattů jsou chlazeny vzduchem, anody jsou zevně přístupny a mají chladící žebra. Největší elektronky s výkonem přes 3 kW jsou někdy chlazeny vodou. Jejich anoda je konstruována tak, aby se elektronka mohla ponořit do zvláštního držáku, v němž cirkuluje destilovaná voda.

Podmínkou správné činnosti elektronky je její dokonalé vyčerpání (vakuum) – porušení vakua se projeví na getru bělavou barvou. Velikostí vakua rozumíme tlak plynů, zbylých v baňce elektronky. Plyn se odčerpává vývěvou až na nejvyšší dosažitelnou mez. Zbytky plynů se odstraní tzv. getrem. Tento povlak pak pohlcuje zbytky plynů, popřípadě i plyny uvolněné z kovu elektrod. Špatně vyčerpaná elektronka nemá za jinak stejných okolností stále stejný anodový proud. V takové elektronce jsou molekuly zbylého plynu hustě rozloženy. Elektrony letící velkou rychlostí na anodu narážejí na tyto molekuly a štěpí je na záporné a kladné ionty. Tím počet elektronů, letících na anodu vzrůstá. To znamená, že vzrůstá i anodový proud.

Počet srážek elektronů s molekulami nemůžeme regulovat, proto i anodový proud není přesně ovladatelný. Při vysokém vakuu jsou molekuly plynu uvnitř elektronky daleko od sebe, mezi nimi jsou veliké mezery, letící elektrony se prakticky nesrážejí s těmito molekulami, nedochází k nárazové ionizaci a anodový proud je přesně ovladatelný.

Nedokonalé vakuum elektronky je škodlivé též proto, že nárazovou ionizací vzniklé kladné ionty jsou přitahovány záporným oblakem elektronů v okolí katody, dopadají na katodu a mohou ji poškodit. Nedokonalé vakuum se pozná podle namodralého světélkování v okolí katody.

DIODA

Po nažhavení (získán dostatečné teploty) emituje katoda elektrony. Je-li v její blízkosti umístěna anoda, mohou některé z nich na anodu dopadnout i v případě, že není připojeno anodové napětí. Spojíme-li vnějším obvodem anodu s katodou, prochází tzv. náběhový proud (několik mikroampérů).

Po připojení anodového napětí působí na elektrony v okolí katody jednak zrcadlová síla anody, která se snaží přitáhnout je zpět ke katodě, jednak přitažlivá síla anody. Obě síly se vyrovnávají v malé vzdálenosti od katody. Elektrony se zde zastavují, shlukují se a vytvářejí tzv. prostorový náboj, Tento náboj jednak chrání katodu před dopadem těžkých iontů (zbytků plynů po čerpání baňky), které se při průletu prostorovým nábojem zbrzdí a nepoškozují katodu, jednak nedovoluje dalším elektronům vystupovat z katody, pokud nejsou elektrony odsávány anodou (říkáme, že stabilizuje emisi). Při velkém anodovém napětí pokračují emitované elektrony od katody přímo na anodu. Prostorový náboj nevzniká. Anodový proud se při vzrůstu napětí UAK nezvětšuje (je nasycen) a katoda není chráněna před dopadem iontů. Činnost za těchto podmínek značně zkracuje životnost katody.