Вольт-амперная характеристика вакуумного диода
У этого термина существуют и другие значения, см. Диод (значения).
Главной характеристикой диода является зависимость силы его анодного тока Iа от напряжения между анодом и катодом (анодного напряжения) Uа при номинальном накале катода. Эту зависимость изображают в виде графика, который и называют вольт-амперной (анодной) характеристикой.
Изменяя с помощью резистора R напряжение между анодом и катодом, а также изменяя полярность включения анодного источника, измеряют силу тока в анодной цепи и строят график, который показан на рис. 7.10, для чистого металлического (неактивированного) катода.
Дело в том, что ток насыщения можно получить лишь у диодов, катоды которых металлические. Такие катоды из чистого вольфрама используются, например, в электронных микроскопах. Материал с сайта https://worldofschool.ru
Рис. 7.9. Схема установки для исследования вольт-амперной характеристики |
Рис. 7.10. Вольт-амперная характеристика диода |
В подавляющем большинстве электронных ламп для уменьшения работы выхода электронов из катода последние покрывают различными веществами. Так, например, если нанести на вольфрам одну из окисей щелочноземельных металлов (бария и др.), то работа выхода уменьшается почти в 3 раза.
При исследовании диодов с активированными катодами можно наблюдать явление автоэлектронной эмиссии.
Автоэлектронная эмиссия — явление, когда за счет энергии электрического поля между анодом и катодом можно добиться вырывания свободных электронов с холодного (не раскаленного) катода.
Автоэлектронная эмиссия применяется в электронных лампах с холодным катодом (на графике показано пунктиром).
Вольт амперная характеристика вакуумного диода
Вольтамперная характеристика вакуумного диода
Вольт амперная характеристика в вакууме
Вольт амперная хар-ка свободные носители в вакууме
Лабораторная работа изучение вольт амперных характеристик вакуумного диода
Что такое вольт-амперная характеристика диода?
Объясните характер изменения силы анодного тока в диоде при изменениях напряжения между анодом и катодом.

Вакуумный диод: устройство, принцип работы, вольт амперная характеристика > Свет и светильники
- Первое число обозначает напряжение накала, округлённое до целого.
- Второй символ обозначает тип электровакуумного прибора. Для диодов:
-
Д
— одинарный диод. - Ц
— кенотрон (выпрямительный диод) - X
— двойной диод, то есть содержащий два диода в одном корпусе с общим накалом.
МХ
— механотрон-двойной диод - МУХ
— механотрон-двойной диод для измерения углов - Следующее число — это порядковый номер разработки прибора.
- И последний символ — конструктивное выполнение прибора:
-
С
— стеклянный баллон диаметром более 24 мм без цоколя либо с октальным (восьмиштырьковым) пластмассовым цоколем с ключом. - П
— пальчиковые лампы (стеклянный баллон диаметром 19 или 22,5 мм с жёсткими штыревыми выводами без цоколя). - Б
— миниатюрная серия с гибкими выводами и с диаметром корпуса менее 10 мм. - А
— миниатюрная серия с гибкими выводами и с диаметром корпуса менее 6 мм. - К
— серия ламп в керамическом корпусе.
Принцип работы[ | ]
Во внутренней вакуумной полости баллона размещается пара электродов:
Катоды диодов вакуумного типа выполняются преимущественно по подобию W и V литер. Это позволяет увеличить размер устройства по длине.
Округлый или элиптоидный цилиндрический элемент. Расположен на одной горизонтали с катодом.
Аноды выполняются по форме кубообразные элементы с отсутствующими боковыми гранями. Если рассматривать его в разрезе, то можно увидеть закруглённый на углах четырёхугольник. Видимая конструкция обусловлена тем, что промежуток катод-анод по всем векторам направлений должен быть одинаковым. По этой причине и катоды, и аноды контуром похожи на эллипс.
Для уменьшения нагреваемости анода, в его конструкцию обычно включаются специальные теплоотводные «ребра» .
Закрепление катодов и анодов осуществляется посредством особых держателей.
Обратное включение диода
Теперь будет рассмотрен другой способ включения, во время которого изменяется полярность внешнего источника, от которого происходит передача напряжения:
- Главное отличие от прямого включения заключается в том, что создаваемое электрическое поле будет обладать направлением, полностью совпадающим с направлением внутреннего диффузионного поля. Соответственно, запирающий слой будет уже не сужаться, а, наоборот, расширяться.
- Поле, находящееся в p-n-переходе, будет оказывать ускоряющий эффект на целый ряд неосновных носителей заряда, по этой причине, показатели дрейфового тока останутся без изменений. Он будет определять параметры результирующего тока, который проходит через p-n-переход.
- По мере ростаобратного напряжения, электрический ток, протекающий через переход, будет стремиться достичь максимальных показателей. Он имеет специальное название – ток насыщения.
- В соответствии с экспоненциальным законом, с постепенным увеличением температуры будут увеличиваться и показатели тока насыщения.

Вольт амперная характеристика тока в вакууме
- Под воздействием напряжения от внешнего источника, в p-n-переходе сформируется электрическое поле, при этом его направление будет противоположным относительно внутреннего диффузионного поля.
- Напряжение поля значительно снизится, что вызовет резкое сужение запирающего слоя.
- Под воздействием этих процессов значительное количество электронов обретет возможность свободно переходить из p-области в n-область, а также в обратном направлении.
- Показатели тока дрейфа во время этого процесса остаются прежними, поскольку они напрямую зависят только от числа неосновных заряженных носителей, находящихся в области p-n-перехода.
- Электроны обладают повышенным уровнем диффузии, что приводит к инжекции неосновных носителей. Иными словами, в n-области произойдет повышение количества дырок, а в p-области будет зафиксирована повышенная концентрация электронов.
- Отсутствие равновесия и повышенное число неосновных носителей заставляет их уходить вглубь полупроводника и смешиваться с его структурой, что в итоге приводит к разрушению его свойств электронейтральности.
- Полупроводник при этом способен восстановить свое нейтральное состояние, это происходит благодаря получению зарядов от подключенного внешнего источника, что способствует появлению прямого тока во внешней электрической цепи.
Прямое и обратное напряжение
Напряжение, которое оказывает воздействие на диод, разделяют по двум критериям:
- Прямое напряжение – это то, при котором происходит открытие диода и начинается прохождение через него прямого тока, при этом показатели сопротивления прибора являются крайне низкими.
- Обратное напряжение – это то, которое обладает обратной полярностью и обеспечивает закрытие диода с прохождением через него обратного тока. Показатели сопротивления прибора при этом начинают резко и значительно расти.
Сопротивление p-n-перехода является постоянно меняющимся показателем, в первую очередь на него оказывает влияние прямое напряжение, подающееся непосредственно на диод. Если напряжение увеличивается, то показатели сопротивления перехода будут пропорционально уменьшаться.
Это приводит к росту параметров прямого тока, проходящего через диод. Когда данный прибор закрыт, то на него воздействует фактически все напряжение, по этой причине показатели проходящего через диод обратного тока являются незначительными, а сопротивление перехода при этом достигает пиковых параметров.