Diodo de vacío en modo de carga espacial: corriente de emisión

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Esta debe ser una pregunta básica sobre la terminología.

Con frecuencia me encuentro con la siguiente declaración: cuando el diodo de vacío está funcionando en modo de carga espacial (a diferencia del modo de saturación), la corriente de emisión del cátodo es más grande que la corriente de ánodo

I emisión > Ianode

Esto se debe supuestamente a la barrera potencial creada por la carga espacial alrededor del cátodo, que evita que algunos electrones emitidos alcancen el ánodo.

Comprendería de inmediato esa desigualdad si estuviéramos hablando de las etapas iniciales de la operación del diodo de vacío, cuando la carga espacial aún se está acumulando, es decir, cuando los electrones emitidos abandonan el cátodo y simplemente permanecen en el área de carga espacial que la rodea. p>

Sin embargo, parece que la desigualdad anterior también se aplica ampliamente a los diodos de vacío que funcionan en modo bien establecido, cuando la carga espacial ya está completamente formada, es decir, el número de electrones que entran en la carga espacial es igual al número de electrones que déjalo.

En ese caso, ¿cómo es posible tener tal desigualdad actual? ¿Dónde "desaparece" la corriente de emisión adicional, si no llega al ánodo?

Sospecho que la respuesta es simple: I emisión , por definición, pretende incluir solo la corriente que deja el cátodo, pero no incluye la corriente que regresa al cátodo de la carga espacial. Si designamos ese retorno actual como I return y asumimos que tiene un valor negativo, entonces se mantendrá la siguiente igualdad

I emisión + I return = I ánodo , donde I return < 0

Eso explicaría la desigualdad cuando I return se quede fuera de la imagen.

¿Es esta la comprensión adecuada de lo que significa la desigualdad en cuestión? ¿O me estoy perdiendo algo más?

    
pregunta AnT

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Piense en el dispositivo con corriente de ánodo cero y ambas placas a 0 V y si se ha permitido que el dispositivo funcione durante un tiempo:

Si la desigualdad se mantiene:

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

Esto solo tiene sentido si se le asigna una dirección a las corrientes de emisión y retorno para que una se oponga a la otra. Esto representa a los electrones que saltan del cátodo caliente, que cuelgan entre las placas (o que rebotan en uno y regresan al otro), pero la carga neta en el cátodo será cero.

En el circuito debes definir una corriente con una dirección y una polaridad. Entonces, en este caso, definiré todas las corrientes como cátodo a ánodo como positivo y utilizar el flujo de electrones real que se mueve en la dirección como positivo (que se invierte de la nomenclatura de la corriente del circuito). Pero esto significa que en esta operación \ $ I_ {emisión} \ $ y \ $ I_ {return} \ $ tienen signos opuestos en sus valores

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

Ahora supongamos que aumentamos el voltaje en el ánodo a un valor positivo: (Diagrama superior). Los electrones se calientan de la placa (\ $ I_ {emisión} \ $) pero no todos regresan porque algunos de ellos chocan contra los ánodos metálicos (ahora es positivo) y salen del diodo.

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

Dado que siempre hay electrones que se devuelven al cátodo \ $ I_ {return} \ $ siempre es negativo \ $ I_ {return} < 0 \ $ (en la forma en que he definido las cosas). Con el autor incluyendo la desigualdad \ $ I_ {return} < 0 \ $, significa que la corriente de retorno se define como ir del cátodo al ánodo y siempre es negativa.

Lo importante es que con una corriente de retorno negativa no se puede tener más corriente de ánodo que corriente de emisión. \ $ I_ {emmission} > I_ {ánodo} \ $  Y eso significa que tendrás que mantener el cátodo suficientemente caliente.

Diagramasdeymáslecturas aquí

    
respondido por el laptop2d

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