Недоліки приладів з розжареним катодом.

1. Потрібна допоміжна система нагріву катоду,яка часто буває громіздкою.

2. Знижується довговічність приладів

3. Термальне випаровування катоду

4. Понижена механічна міцність (через вібрації осипається емісійне покриття)

5. Технологія виготовлення приладу є термічно складнішою

6. Не можна допускати переходу розряду в приладі коли є іонне бомбардування

Переваги приладів з розжареним катодом

1. Відносно стабільно виникає розряд в приборі, так як в між електродному проміжку є електрони. Тому періодична нестабільність запалювання одиниці нс. Завдяки цьому вони підходять для імпульсної техніки.

2. Прилади характеризуються меншим рівнем шумів. Зручні для системи зі складним імпульсним кодуванням.

Але все таки і цілому спостерігається тенденція заміни приладів з розжареним катодом на прилади з холодним катодом.

Розряд з саморозжарючимся катодом

На початку катод холодний.

Якщо коло допускає протікання великих струмів, то переходимо в режим аномального тліючого розряду

Якщо в цій точці тепловиділення на катодах велике, то вони починають розігріваться.

При цьому катод розігрівається за рахунок іонного бомбардування.

Якщо температура досягає величини електронної термоемісії, струм продовжує наростати, а напруга спадає.

Дугові розряди з інтегральним холодним катодом

Цей розряд, при якому в цілому елетроди холодні, але на катоді утворюються окремі надгарячі катодні плями. В ціх точках температура досягає декількох тисяч градусів Цельсія, відбувається интенсивна термоелектронна емісія:

В цій точці тиск пару досягає величини порядку атмосферного і навіть вище (до сотень атмосфер). Напруженість електричного поля в плямі досягає величини, при якій може відбуватись автоелектронна емісія. В результаті емісія називаєтьсятермоавтоелектронною.

Поперечний розмір катодної плями складає 1…10 мкм. Пляма може складатись із більш менших плям. Ці ктодні плями живуть деякий час, потім зникають. Утворюються нові плями в навколишній області існування попередніх. Ззовні здається, що пляма рухається.

Утворення плям носить вибухоподібний характер. Тобто, плями представляють по суті елементарний мікровибух. При такому мікровибусі із плазми виплещується іонізований пар. Коефіцієнт його іонізації 80…90%.

Такий розряд називається дуговим з катодними плямами. На постійному струмі ззовні розряд схожий на постійний.

Таким чином, такий розряд являється шумливим.

Плями, що швидко рухаються, називають катодними плямами І-роду. Якщо охолодження катоду не дуже інтенсивне, то при великих струмах може відбутися наргів великої поверхні катоду та виникнути калюжа. Такі калюжи також можуть переміщуватись. Їх називають плямами ІІ-роду. Напроти цих плям нагрівається анод. В деяких областях анод плавиться, ці області називаються анодними плямами.

При поганому охолодженні система може розплавитись.

Катодні та анодні плями слугують джерелом пару. Струми, які можуть комутувати розряди в такому парі, досягають МА (1000000 А). такі струми потрібні при проведенні експериментів.

З іншого боку, струм, який проходить через вакуумний дуговий розряд не може бути менше струму елементарної катодної плями (5…10 А). Тобто, якщо в схемі падає струм, то розряд при згасає. Цей струм називається струмом зрізу дуги.

Вакуумний разряд з інтегральним холодним катодом може використовуватись як генератор пару, для комутації струму.

Важливою перевагою цього методу є те, що в цьому потоці . Тому вакуувно-дугові випари – це, по суті, осадження. Ми можемо регулювати кількість іонів, які ідуть на підкладку.

При малій енергії ми керуємо структурою плівки і зв'язувати плівки з поверхнею підкладки.

Плазмова імплантація – імплантація в плазмі.

Проблеми:

1.

2. Умова мінімального зносу електродів. Для цього використовують магнітне поле, яке примушує бігати катодні плями по поверхні.

Комутуючі прилади бувають управляючі та безуправлючі.

Ігнітрон – газорозрядний прилад управляючого типу, що працює на вауумно-дуговому розряді. Оскільки катод в ньому – це рідка ртуть, то його називають ртутним.

При подачі позитивного імпульсу на підпалювач в місці контакту підпалювача із ртуттю виникає дуговий розряд. Формується плазма дугового розряду під підпалювачем і переноситься на катод.

На поверхні ртуті утворюється багато катодних плям І-роду. Сумарний струм забезпечує протікання струму.

Недоліки пристрою:

1. Рідка ртуть не допускає використання пристрою в невертикальному положенні.

2. Ртуть – токсична речовина.