Co je Hot Cathode?
Katoda je elektroda elektrického zařízení, ve které elektrický proud odtéká ze zařízení. Horká katoda může být katoda, která se zahřívá přímo nebo nepřímo. Vlákno katody je zdrojem elektronů v případě přímo zahřáté katody. V případě nepřímo zahřáté katody je vlákno elektricky izolováno od katody. Horká katoda emituje více elektronů než studená katoda se stejnou povrchovou plochou.
První horké katody používaly přímé zahřívání. Byly vyrobeny z čistého wolframu a zahřáté na bílou žhavení. Později byla vlákna pokryta materiálem, který emituje elektrony snadněji než wolfram, což snižuje provozní teplotu horké katody. Další vylepšení horkých katod, které používají nepřímé zahřívání, zahrnují vlákna vyrobená ze slinutého wolframu, slitin thoria a wolframu a tantalu. Některé horké katody jsou také tvarovány jako parabolická zrcadla.
Horké katody, které používají nepřímé zahřívání, mají výhodu při použití střídavého proudu, protože tato konfigurace produkuje méně hučení než katoda, která používá přímé zahřívání. Vlákno v horké katodě, které používá nepřímé zahřívání, se běžně nazývá ohřívač. Ohřívač je obvykle vyroben z wolframu a je obklopen trubicí z niklu.
Oxidový povlak na vláknu horké katody může snížit provozní teplotu vlákna. První volbou byl čistý oxid barnatý a později formulace používaly směs oxidu barnatého, oxidu vápenatého a oxidu stroncia. Horké katody potažené těmito sloučeninami mají maximální provozní teplotu 1 832 stupňů Fahrenheita (1 000 stupňů Celsia). Jsou vystaveny rychlé degradaci za podmínek vysokého napětí a nejčastěji se používají v nízkoenergetických vakuových trubicích.
Horké katody, které musí pracovat s vysokým proudem, mají obvykle povlaky hexaboridů, jako je hexaborid ceritý (CeB6) nebo hexaborid lanthanitý (LaB6). Jiné typy hexaboridů běžně používaných k potahování horkých katod zahrnují hexaborid barnatý, hexaborid vápenatý a hexaborid strontnatý. Tyto typy horkých katod hoří jasněji a mají delší životnost než horké wolframové katody, ale jsou také dražší.
Vlákna, která obsahují malé množství thoria, jsou další možností pro horké katody. Vlákno se zahřívá na bílou žhavení v atmosféře obsahující uhlovodíky, což způsobuje migraci thoria na povrch vlákna. Thoriated vlákna mohou zvládnout vysoké napětí a mají dlouhou životnost. Hlavní nevýhodou thoriated filamentů je to, že thium je radioaktivní. Alternativy k thiu v horkých katodových vláknech zahrnují cer, lanthan, yttrium a zirkonium.