* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

34 Электронные лампы и транзисторы UA. 2 зываемый анодом. Оба электрода помещены в баллон, из которого выкачан воздух *. 2-За. Пространственный заряд. Если на анод диода подать положительное напряже­ ние по отношению к катоду, то под действием сил электрического поля электроны, эмитти­ руемые катодом, будут перемещаться по на­ правлению к аноду (см. § 2-1а). Однако бла­ годаря своему отрицательному заряду элек­ троны, находящиеся в пространстве между катодом и анодом, создают поле, препятствую­ щее движению электронов к аноду. Д л я за­ данного н а п р я ж е н и я а н о д — катод пространст­ венный ток между катодом и анодом увеличи­ вается только до тех пор, пока тормозящее поле слегка не превысит ускоряющее поле анода. В этом состоянии равновесия простран­ ственный ток постоянен, так как в среднем ка­ тод излучает ровно столько электронов, с к о л ь к о уходит на анод. З а р я д всех электронов, нахо­ дящихся на пути от катода к аноду, назы­ вается пространственным з а р я д о м . При этом говорят, что ток диода ограничен простран­ ственным зарядом. Когда ток диода ограничен пространствен­ ным зарядом, результирующий градиент по­ тенциала у поверхности катода имеет неболь­ шое отрицательное значение, т а к как эмитти­ руемые электроны обладают какой-то началь­ ной скоростью. Средняя скорость эмиттируемых электронов больше н у л я , поэтому элек­ троны эмиттируются даже тогда, когда резуль­ тирующее поле у поверхности катода равно нулю. Это увеличи­ Üанода вает пространст­ венный ток и соз­ дает отрицатель­ ный градиент по­ тенциала у поверх­ ности катода. Со­ стояние равновесия наступает тогда, когда результи­ рующая сила отри­ цательного гради­ ента потенциала становится доста­ точной, чтобы воз­ в р а щ а т ь на катод те из эмнттируеРис. 2-9. Р а с п р е д е л е н и е по­ тенциала и градиента потен­ мых электронов, циала д л я д и о д а с п л о с к и м и которые имеют ско­ параллельными э л е к т р о д а м и , когда ток диода о г р а н и ч е н рости ниже опре­ пространственным з а р я д о м . деленного предела, нужного для при­ соединения к пространственному з а р я д у . Иначе число электронов, которое присоединяется к пространственному заряду, становится как раз достаточным для поддержания постоянного зна­ чения пространственного тока. На рис. 2-9 по­ казаны графики распределения потенциала и градиента потенциала для диода с плоскими параллельными электродами. 2-36. Закон степени трех вторых (закон Чайлда). Ток диода, ограниченный пространД л я диодов различного назначения расстояние между катодом и анодом с о с т а в л я е т 0,05—10 мм. Разрежение воздуха (вакуум) в баллоне диода поддерживается равным 10-* — I O ? JkJk ρ т. ст. (Прим. ред.) 1 ственным з а р я д о м , не зависит от температуры катода, есл и те м пе рату ρ а катода достаточ н о высока, чтобы обеспечить пополнение объем­ ного з а р я д а электронами при любом отборе тока на анод. Излишек электронов, эмиттируемых благодаря более высокой температуре эмиттера, целиком возвращается на катод под действием отрицательного градиента потен­ циала вблизи поверхности катода. Однако, если увеличить анодное напряжение, простран­ ственный ток т а к ж е увеличивается, пока не наступает новое состояние равновесия. Зави­ симость между н а п р я ж е н и е м на аноде и про­ странственным током в диоде была впервые установлена Ч а й л д о м и известна к а к закон Чайлда или закон степени трех вторых *. Эта зависимость может быть выражена уравнением (2-18), если сделать следующие допущения: 1. Термоэлектронная эмиссия катода до­ статочно велика, т а к что пространственный ток ограничивается только пространственным за­ рядом. 2. Катод и анод представляют собой пло­ ские параллельные поверхности, площадь кото­ рых велика по сравнению с расстоянием между ними. 3. Катод и анод я в л я ю т с я эквипотенциаль­ ными поверхностями. 4. Электроны, эмиттируемые катодом, имеют начальные скорости, равные нулю. 5. Электроны, эмиттируемые катодом, не сталкиваются с молекулами газа при своем движении между электродами. При этих условиях J A = 2,33 — плотность тока, а/см*\ U — н а п р я ж е н и е на аноде, в; d — расстояние между катодом и ано­ дом, см. 2-Зв. Ограничение тока диода температу­ рой катода и пространственным зарядом. Из сказанного в предыдущих параграфах оче­ видно, что могут быть два случая работы диода: 1 — анодное на­ пряжение достаточно высоко, а температура катода достаточно низ­ ка, так что величина тока между катодом и а нодом оп редел яетс я Напряжение анода в основном темпера­ турой катода; Рис. 2-10. Зависимость анодного тока диода от 2 — температура н а п р я ж е н и я на а н о д е п р и катода достаточно вы­ различных постоянных сока, а анодное на­ значениях температуры катода. пряжение достаточно низкое, т а к что вели­ чина тока между катодом и анодом опреде­ ляется в основном напряжением на аноде. Зависимость тока диода от н а п р я ж е н и я д л я первого с л у ч а я представлена на рис. 2-10. Когда градиент потенциала у поверхности катода становится положительным, пространA A где J d* пространственного 10- (2-18) ρ. C h i l d 492. 1 С. В . , Phys. R e v . , May 1911, v. 32,