Vad är en kall katod?
En kall katod är en katod som inte värms upp. Även om det kan verka uppenbart, är denna skillnad mycket viktig för katodens inre funktioner. Dessa katoder, även om de inte specifikt värms upp som heta katoder, har fortfarande potential att bli väldigt varma genom användning. En kall katod används i flera former av lysrör och gasbaserade belysningssystem, som neonskyltar. Medan kalla katodljus används ofta i många moderna system, är deras elanvändning ofta högre än alternativa system.
En katod är den del av en diod där el strömmar ut under strömförbrukning. De flesta katoder är heta katoder eller filament. Dessa katoder upprätthåller en mycket högre effektdensitet genom att värma katoden. Detta förbättrar elektronflödet och gör att katoden kan upprätthålla ett starkare effektflöde. Dessa typer av katoder används för allt från glödlampor till katodstrålerör (CRT), även känd som tv-rör.
En kall katod använder inte någon form av uppvärmning för att ladda dess kraftflöde. I detta fall skjuts en betydande spänning genom katoden, vilket genererar ett elektriskt fält. Katoden använder sedan detta elektriska fält för att upprätthålla sitt kraftflöde. Denna metod för att generera och upprätthålla en laddning är mindre effektiv än den för en varm katod, men den genererar också mindre värme.
Medan den kalla katoden inte värms upp betyder det inte att den inte är varm. När strömmen rör sig genom katoden överförs en liten mängd kraft till värme. Denna värme kommer att förbättra katodens strömförbrukning, men det kommer också att göra enheten varmare. Medan vissa kalla katodanordningar alltid är coola vid beröring, kan andra bli lika heta som standardkatodenheter.
En av de främsta användningarna av kalla katoder är i gasbaserad belysning, till exempel i neonskyltar. Den spänning som krävs för att väcka gaserna är vanligtvis lägre än den spänning som krävs för andra former av belysning. Detta gör att den kalla katoden kan arbeta vid en lägre spänning än en varm katod och generera mindre överskottsvärme.
Kalla katoder är också det primära sättet att göra bakgrundsbelysningen för LCD-skärmar med flytande kristaller. I detta fall används en kall katod främst för den lägre värmeproduktionen och för stabil spänningsanvändning. Detta gör att de flesta LCD-TV-apparater kan fungera utan ett aktivt kylsystem.
Problemet med kalla katoder ligger i den spänning som krävs för att hålla dem i drift. Heta katoder kan arbeta i variabla spänningar mycket enkelt på grund av den termiska induktionen som skapas av deras värme. Kalla katoder kan inte göra detta och spänningar sjunker orsakar katoden att förlora strömmen. Detta innebär att ett kallt system måste bibehålla en högre spänning och använda mer elektricitet än liknande varmsystem.