Холодный катод

(22) Заявлено 08.06,76 (21) 2370288/18-25 .(1)М.КП. с присоединением заявки Йо 2553617/18-25(23) ПриоритетОпубликовано 30,12,82,Бюллетень Но 48 Н 01 Э 1/20 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий53 УДК 621. 385. 7, .002(088.8) Дата опубликования описания 05,01,83(72) Авторы изобретения Е.Т. Кучеренко и Е.В. Зыкова Киевский ордена Ленина государственный университет им. Т.Г. Юевченко(54) ХОЛОДНЫЙ КАТОД Изобретение относится к электронной технике и предназначенодля использования в приборах тлеющего разряда, преимущественно в гелий-неоновых ОКГ,Известны цилиндрические полыехолодные катоды, в которых использовано пористое алундовое покрытиес размером частиц 5-15 мкм, нанесенное на стеклянную поверхность трубки 11 .Недостатком таких катодов является трудность их активирования вприборе.Известны также холодные катодыдля приборов тлеющего разряда, представляющие собой металлический стакан, внутренняя поверхность которого покрыта веществом, устойчивымк катодному распылению, в частностиокисью кальция и окисью магния 2),Однако в этой конструкции имеетместо неравномерное распределениетока вдоль внутренней поверхностицилиндрического полого катода, которое приводит к разрушению защитногослоя на участках с повышенной плотностью тока и снижению долговечности,Цель изобретения - .повышение долговечности катода эа счет равномерного распределения тока по его поверхности.Для этого покрытие выполнено в 5виде пленки с равномерно увеличивающейся толщиной от значения, соответствующего минимальной сплошнойпленке, устойчивой к распылению, дозначения, соответствующего пробоюза счет Молтер-эффекта, причем пленка расположена толстой частью в сторону отбора тока.Кроме того, если в качестве материала пленки использована окисьалюминия, толщина пленки меняетсяот 200 до 2000 Л.На фиг. 1 схематически изображенопокрытие предлагаемого катода (стрелкой показано направление отбора тока ); на фиг. 2 - распределение тока. Предлагаемый вариант катода изго- . тавливается из листового вакуумного материала (например, Мо, Та и др. ), на внутренней поверхности которого наносится клинообразная пленка, например, алюминия с последующим окис-лением на всю глубину, либо клинообразная окисная пленка наносится известным методом термоионного осаж.- дения.На фиг, 2 приведено распределение тока .в предлагаемом варианте полого холодного катода с пленочным покрыти ем А)20 (кривая 1) диаметром 15 мм, длиной 60 мм (боковая поверхность катода 35 см при разрядном токе 5 15 мм в неоне, Р = 1 мм рт,ст.). Оно получено с помощью секционированного катода, схематически изображенного в верхней части рисунка. Здесь ;же приведено распределение толщин 10 1 окисной пленки в предлагаемом катоде (кривая 2) . На этой же фигуре показано типичное распределение тока для обычного цилиндрического полого ) катода (кривая 3 ) диаметром 15 мм, )5 длиной 70 мм, Кривая 4 получена, когда толстая часть клинообразного окисного покрытия ориентирована в сторону отбора тока (анода). Если же отбор тока производится со стороны тонкой части клина, неравномерность токораспределения сохраняется ( кривая 4) . На кривой 2 приведено распределение толщины окисной пленки в катоде. 25Из сравнения кривых 1 и 3 видно, что в случае предлагаемого катбда с переменной толщиной окисной пленки реализуется практически равномерное распределение тока со значительно меньшей величиной средней плотности тока, что позволяет уменьшить распыление защитного слоя и,повысить долговечность катода.Именно за счет неоднородного паде-. ния потенциала в окисном покрытии достигается, более равномерное распределение тока по внутренней поверхности катода, снижение токовой нагрузки и уменьшение распыления поверхности катода. 40Верхнюю и нижнюю границы толщины пленки можно вычислить или определить экспериментально для каждого конкретного материала.В частности для окиси алюминия эти границы определены равным от 200 А (При толщинах меньшах 200 А нарушается плотность пленки и она становится неустойчивой к катодному распылению) до 2000 А (при толщинах свыше 1000 , а тем болеео2000 А электрическое поле в пленке становится достаточным для ее пробоя ). Формула изобретения.1. Холодный катод для приборовтлеющего разряда, преимущественногелий-неоновых ОКГ, представляющийсобой металлический стакан, внутренняя поверхность которого покрытавеществом, устойчивым.к катодномураспылению, о т л и ч а ю ж и й с ятем, что, с целью повышения долговечности за счет равномерности распределения тока по его поверхностипокрытие выполнено в виде пленки сравномерно увеличивающейся толщинойот значения, соответствующего минимальной сплошной пленке, устойчивойк распылению, до значения, соответствующего пробою за счет Молтер-эффекта, причем пленка расположенатолстой частью в сторону отбора тока.2. Катод по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в случае использования в качестве пленки окиси алюминия толщина ее меняется от200 до 2000 А.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3486058,кл. 331-94,5, опублик. 1979,2. Патент США Р 3242374,кл. 331-94,5, опублик. 1966.УФ ФРФигРедактор М Кузнецова Техррд М Кости Тираж 761 Государственног елам изобретени осква, )Х, Ра Зак комитета СССРи открытийская наб., д.4/5 лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектна