Diode chân không ở chế độ sạc không gian: dòng phát xạ

Đây phải là một câu hỏi cơ bản rater về thuật ngữ.

Tôi thường xuyên bắt gặp một tuyên bố sau: khi diode chân không hoạt động ở chế độ sạc không gian (trái ngược với chế độ bão hòa), dòng phát xạ catốt lớn hơn dòng cực dương

Tôi _{phát xạ} > Tôi _{cực dương}

Điều này được cho là gây ra bởi rào cản tiềm năng được tạo ra bởi điện tích không gian xung quanh cực âm, ngăn cản một số electron phát ra tới cực dương.

Tôi sẽ ngay lập tức hiểu rằng sự bất bình đẳng nếu chúng ta đang nói về các giai đoạn ban đầu của hoạt động diode chân không, khi điện tích không gian vẫn đang được tích lũy, tức là khi các electron được phát ra rời khỏi cực âm và chỉ ở trong vùng sạc không gian xung quanh nó.

Tuy nhiên, dường như sự bất bình đẳng ở trên cũng được áp dụng rộng rãi cho các điốt chân không hoạt động ở chế độ được thiết lập tốt, khi điện tích không gian đã được hình thành đầy đủ, tức là số lượng electron đi vào điện tích không gian bằng với số lượng electron rời khỏi nó.

Trong trường hợp đó, làm thế nào có thể có bất bình đẳng như vậy? Trường hợp phát xạ thêm "biến mất" ở đâu, nếu nó không đến cực dương?

Tôi nghi ngờ rằng câu trả lời rất đơn giản: theo định nghĩa, tôi _phát ra chỉ bao gồm dòng điện rời khỏi cực âm, nhưng nó không bao gồm dòng điện trở về cực âm từ điện tích không gian. Nếu chúng ta chỉ định dòng trả về đó khi tôi _{trả về} và giả sử rằng nó có giá trị âm, thì đẳng thức sau sẽ giữ

Tôi _{phát xạ} + Tôi _{trở lại} = Tôi _anode , nơi tôi _{trở lại} <0

Điều đó sẽ giải thích sự bất bình đẳng khi tôi _{trở về} bị bỏ rơi khỏi bức tranh.

Đây có phải là sự hiểu biết đúng đắn về ý nghĩa của sự bất bình đẳng trong câu hỏi? Hay tôi đang thiếu thứ gì khác?

Hãy nghĩ về thiết bị có dòng anode bằng 0 và cả hai tấm ở 0V và thiết bị đã được phép chạy một lúc:

Nếu bất bình đẳng giữ:

$\textrm{If }I_{annode} = 0 \textrm{ then } I_{emmission}+I_{return} =0$

điều này chỉ có ý nghĩa nếu bạn đặt một hướng vào dòng phát xạ và trả lại dòng để người này phản đối cái kia. Điều này đại diện cho các electron nhảy ra khỏi catốt nóng, treo xung quanh giữa các bản (hoặc bật ra khỏi cái này và trở lại cái kia), nhưng điện tích ròng trên catốt sẽ bằng không.

Trong mạch bạn phải xác định một dòng điện có hướng và cực tính. Vì vậy, trong trường hợp này, tôi sẽ định nghĩa tất cả các dòng điện là cực âm thành cực dương là dương và sử dụng dòng electron thực tế di chuyển theo hướng là dương (được đảo ngược từ danh pháp dòng điện mạch). Nhưng điều này có nghĩa là trong thao tác này, và có các dấu hiệu trái ngược nhau trên các giá trị của chúng$I_{emission}$$I_{return}$

$I_{emmission} + I_{return} =0$

Bây giờ, giả sử rằng chúng ta tăng điện áp trên cực dương lên giá trị dương: (Sơ đồ trên). Các electron được làm nóng ra khỏi tấm ( ) nhưng không phải tất cả chúng quay trở lại vì một số trong số chúng chạm vào cực dương kim loại (hiện tại là dương) và chảy ra khỏi diode.$I_{emission}$

$I_{emmission}+I_{return} = I_{anode}$

Vì luôn có các electron nảy trở lại cực âm luôn âm (theo cách tôi đã xác định mọi thứ). Với tác giả bao gồm bất đẳng thức , điều đó có nghĩa là dòng trở về được định nghĩa là đi từ cực âm sang cực dương và luôn âm. $I_{return}$$I_{return}<0$$I_{return}<0$

Điểm quan trọng là với dòng trở lại âm, bạn không thể có dòng cực dương nhiều hơn dòng phát xạ. Và điều đó có nghĩa là bạn sẽ phải giữ cho cực âm đủ nóng. $I_{emmission}> I_{anode}$

Sơ đồ từ và đọc thêm ở đây