Катод
-
Определение катода
- Катод — это электрод, от которого обычный ток выходит из поляризованного устройства.
- Электроны движутся противоположно обычному току.
- Катод притягивает электроны извне и катионы изнутри.
-
Поток заряда
- Обычный ток течет от катода к аноду вне устройства.
- Внутри устройства катионы движутся к катоду, анионы к аноду.
- Катод может быть положительным или отрицательным в зависимости от устройства.
-
Этимология
- Слово «катод» происходит от греческого κάθοδος, что означает «путь вниз».
- Фарадей использовал это слово для обозначения направления тока.
- Позже была предложена более простая этимология: катод — «путь вниз» для электронов.
-
Катод в химии
- Катод восстанавливает катионы из электролита.
- В электролизере катод имеет отрицательную полярность.
- В гальваническом элементе катод положительный.
-
Катод в электронике
- В вакуумных трубках катод испускает электроны в вакуум.
- Катоды могут испускать электроны различными механизмами: термоэлектронная эмиссия, электронная эмиссия в полевых условиях, вторичная эмиссия, фотоэлектрическая эмиссия.
- Горячий катод нагревается нитью накала для термоэлектронной эмиссии.
-
Горячие катоды
- Используются в вакуумных лампах, радиопередатчиках, микроволновых печах, ЭЛТ и компьютерных мониторах.
- Применяются в рентгеновских генераторах, электронных микроскопах и люминесцентных лампах.
- Существуют два типа: с непосредственным и косвенным нагревом.
-
Катоды с непосредственным нагревом
- Нить накала является катодом и испускает электроны.
- Используются во флуоресцентных лампах, больших передающих вакуумных лампах и рентгеновских трубках.
-
Катоды с косвенным нагревом
- Нить накала нагревает катод, который испускает электроны.
- Применяются в большинстве вакуумных ламп.
- Изолируют остальную часть трубки от электрического потенциала.
-
Обработка катодов
- Используются химические вещества для улучшения эмиссии электронов.
- Обработанные катоды требуют меньшей площади поверхности и температуры.
- Существуют два типа обработанных катодов: покрытые и торированные.
-
Холодные катоды
- Не нагреваются нитью накала.
- Испускают электроны путем полевой электронной эмиссии или вторичной эмиссии.
- Примеры: электроды в неоновых лампах, люминесцентные лампы, тиратронные лампы и трубки Крукса.
-
Диоды
- Катод — легированный N слой p–n перехода.
- Анод — легированный P слой p–n перехода.
- Диффузия электронов и дырок создает обедненный слой, который выпрямляет ток.
- Стабилитроны проводят ток в обратном направлении при превышении пробивного напряжения.