Холодный катод

плата инвертора для CCFL-лампы

Холодный катод (автоэмиссионный или острийный катод) — эмиттер свободных электронов, работающий на основе явления автоэлектронной эмиссии, функциональный элемент многих приборов в микроэлектронике. Название исходит из того, что предварительно катод специально не нагревается (но всё же во время работы лампы такой катод может нагреваться до таких же температур, что и нагреваемый).

Исходными материалами для создания автокатодов в первую очередь служат тугоплавкие металлы: вольфрам, молибден, рений, платина. А также металлы переходных групп: хром, ниобий, гафний. Бесчисленное множество вариантов для создания автокатодов дают полупроводниковые материалы. Однако автокатоды из таких материалов не могут работать длительное время в условиях серийных приборов, т.к. происходит разрушение микровыступов, определяющих автоэмиссию с рабочей поверхности катода. В 70-х годах прошлого века появились первые сообщения об эмиссионных свойствах углеродных материалов (в основном углеродные волокна). Дальнейшие исследования показали принципиальную перспективность таких материалов.

Преимущества

Преимуществами автоэмиссионных катодов по сравнению с другими видами источников свободных электронов являются:

• устойчивость к колебаниям температуры
• малая чувствительность к внешней радиации
• отсутствие накала
• высокая плотность тока автоэмиссии
• безинерционность
• экспоненциально высокая крутизна вольт-амперных характеристик

Применение

Совокупность выше указанных свойств обуславливает перспективность использования автокатодов в различных электронных приборах, таких, как электронно-лучевые приборы, плоские дисплейные экраны, катодолюминесцентные источники света и т.д.

Самый распространённый пример использования холодного катода — неоновые лампы (используется в подсветке жидкокристаллических дисплеев и для дизайнерской подсветки компьютеров). Используется в устройстве некоторых газоразрядных лампах, вакуумных, либо заполненных газом, светящихся трубках «с холодным катодом» (CCFL, англ. Cold Cathode Fluorescent Lamp).

См. также

• Люминесцентная лампа
• Катодолюминисцентные источники света

Литература

• Е. П. Шешин Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов. - М.: Издательство МФТИ, 2001. - 288с. ISBN 5-89155-066-0