Катод - основний електрод будь-якої електронної лампи. Призначений для отримання термоелектронної емісії (випускання електронів металом в розпеченому стані). Катоди, що застосовуються в даний час в електронних лампах, поділяють на дві групи: катоди з чистого металів і складні. Найбільш розповсюджений тип катода з чистого металу - вольфрамовий. Він застосовується в високовольтних кенотрона, потужних генераторних лампах і рентгенівських трубках. У більшості електровакуумних приладів застосовують складні катоди - оксидні і барієві. Барієвий катод складається з вольфрамового підстави з нанесеним шаром металевого барію.
Якості катодів характеризується багатьма параметрами, основними з яких є: питома емісія, ефективність і довговічність.
Питома емісія - параметр, що характеризує емісійну здатність катода, яка визначається величиною термоелектронного струму, що виходить з одиниці площі поверхні катода при нормальній температурі; виражається в мА / см2.-
Оксидні катоди за способом нагріву діляться на два види - з прямим і непрямим напруженням (подогревним катоди). Перші можуть працювати тільки при постійному струмі, другі - при постійному і змінному. Подогревним катоди менш економічні.
-
Барієві катоди застосовуються в основному в лампах батарейного живлення, до яких пред'являються вимоги економічності. Лампи з катодом непрямого розжарення харчуються в основному струмом промислової частоти 50 Гц; ємність між катодом і ниткою розжарення становить приблизно 10 пФ.
Довговічність будь-якої лампи залежить від правильної експлуатації катода. В процесі експлуатації необхідно підтримувати номінальну напругу розжарення.
Недонакал і перегарту нитки призводить до руйнування катода, падіння крутизни характеристики і зменшення анодного струму. Не можна також застосовувати послідовне з'єднання ниток напруження, крім ламп, спеціально призначених для цього, тому що при послідовному з'єднанні в однієї групи ламп катод може виявитися в режимі перегарту, а в іншої - недокала. При включенні ламп, що мають потужні вольфрамові катоди, напруга напруження потрібно подавати спочатку в повному обсязі, а третина величини його номінального значення, тому що опір вольфрамової дроту в холодному стані майже в 14 разів менше, ніж в розжареному, і при включенні повного напруги напруження відбувається "стрибок" струму, який виводить катод з ладу.
Анод - виготовляють з металів з високою температурою плавлення, що допускають високу робочу температуру. Зазвичай в лампах застосовують чорнене аноди, що володіють хорошим тепловипромінюванням.Сітка - розташована між анодом і катодом. На сітку щодо катода зазвичай подають негативний або позитивний потенціал, за допомогою якого керують електронним потоком в лампі. Щоб сітка не перегороджувала шлях руху електронів, її виконують спіральної або решетчастой з тугоплавких металів (нікелю, молібдену, вольфраму) і покривають захисними шарами.
В даний час багато електронні прилади з серії приймально-підсилювальних ламп випускаються зі звичайним терміном служби і з підвищеною довговічністю (до 5000 год і більше) .Такі лампи мають додаткове позначення: букву Е, наприклад 6П1П-Е, 6П3С-Е. Ряд ламп випускаються також з підвищеною надійністю і збільшеною механічною міцністю. Такі лампи в позначенні мають букву В, наприклад 6П1П-В.
Характеристики ламп висловлюють залежність струмів від напруг в різних її ланцюгах. Властивість приймально-підсилювальних ламп оцінюють по анодно-сітковим або анодним характеристикам.
Анодно-сіткові характеристики висловлюють залежність анодного струму від напруги на сітці при постійній напрузі на аноді і інших електродах лампи. Кілька анодно-сіткових характеристик, знятих при різних постійних значеннях анодних напруг і напруг на інших електродах, утворюють сімейство, більш повно відображають залежність струмів від напруг на електродах лампи.Анодні характеристики висловлюють залежність анодного струму від напруги на на аноді при постійній напрузі на сітці і інших електродах лампи. Кілька анодних характеристик, знятих при інших постійних значеннях напруг на керуючої і інших сітках (для многосеточних ламп), складають сімейство анодних характеристик, що дозволяють вибрати режим і провести графічний розрахунок підсилювального каскаду (визначити оптимальне навантаження, посилення, вихідну потужність і т.д.) .
Робота ламп при напрузі розжарення на 5. 10% вище номінального збільшує ймовірність перегорання і обриву підігрівачів в лампах з катодами непрямого напруження і призводить до передчасного виходу з ладу ламп з катодами прямого розжарення. При напрузі розжарення але 10. 15% нижче номінального зменшуються струми електродів і крутизна характеристики, підвищується інтенсивність отруєння катодів залишковими газами.
Щоб уникнути пробою і короткого замикання катода з підігрівачем напруга між ними має бути мало. Не рекомендується послідовне з'єднання підігрівачів (ниток напруження) ламп, так як це може привести до їх перегріву, до короткого замикання між катодом і підігрівачем і до погіршення параметрів ламп.
Опір резистора в ланцюзі керуючої сітки не повинен перевищувати зазначеного в довіднику для даного типу лампи. При використанні ламп з великою крутизною необхідно застосовувати автоматичне зміщення. Перевищення Uа max може привести до междуелектродного пробою, руйнування оксидного шару катода, а перевищення максимально допустимих потужностей - до погіршення вакууму і зменшення ефективності катода.
Особливо небезпечні поєднання наступних режимів
Максимальна напруга розжарення при малому струмі катода або при найбільшій напрузі між катодом і підігрівачем.Найбільша температура балона з найбільшими потужностями, які виділяються на електродах, і великим опором резистора в ланцюзі керуючої сітки.
Приймально-підсилювальні й генераторні лампи малої і середньої потужності стійко працюють при температурі навколишнього середовища -60. 70 ° С і підвищеній відносній вологості навколишнього повітря до 38% при 20 град.С. Для ламп, що вимагають застосування лампових панелей, вертикальне положення слід надавати перевагу будь-кому іншому.
Д.С.Гурлев. "Довідник по електронних приладів". 1962 рік