Ламповый диод является простой электронной трубкой. Если электрон­ный пучок образуется эмиссией элект­ронов с поверхности разогретого ме­талла, то он называется термическим. Термический ламповый диод состоит из катода (или катода с отдельным нагревателем) и анода, запаянных в стеклянную колбу, из которой выкачан воздух. Существуют два вида терми­ческих (с тепловой эмиссией) диодов: один — с непосредственным нагревом катода, а другой — с косвенно нагре­ваемым катодом. Символически эти диоды показаны на рисунке 1. В диодах с непосредственно нагревае­мым катодом отрезок вольфрамовой проволоки служит одновременно и как нагреватель, и как катод, испускаю­щий электроны (отрицательные заря­ды), электроны движутся в электри­ческом поле к окружающему его ци­линдрическому никелевому аноду в освобожденном от воздуха простран­стве внутри стеклянной колбы. В диоде с косвенным нагревом катода (рис. 2) нагреватель из вольфрамовой проволоки (рис. 2, а) окружен полым никелевым цилиндром (рис. 2, б), покрытым оксидом бария или стронция, который в свою очередь ок­ружен никелевым анодом (рис. 31.2, в). Все устройство запаяно в стеклянную колбу, из которой выкачан воздух. Лампа может регулироваться двумя путями: изменением напряжения на­кала V_н или изменением анодного на­пряжения V _а.

Изменение напряжение накала.

Когда катод накаляется нагрева­телем, имеющим напряжение 2 В, то электроны (е^-) испускаются из окси­да на катоде. Они образуют «облако» вокруг катода, который сам становит­ся положительно заряженным вслед­ствие потери -отрицательных зарядов (рис. 3, а). Таким образом, «облако» электронов (е^-), называемое пространственным зарядом, собирает­ся в районе катода. Увеличение на­пряжения накала до 4 В и затем до 6 В повышает его температуру и та­ким образом увеличивает размер про­странственного заряда (рис. 3, б и в). При каждом данном напряжении нагревателя существует равновесие зарядов, освобождающихся из катода, и зарядов, притягиваемых обратно его небольшим положительным потенциа­лом. Очень чувствительный микроам­перметр, подсоединенный между ано­дом и катодом, может определить крайне малый ток, известный как ток Эдиссона, образованный вследствие того, что некоторые электроны с до­статочной кинетической энергией пере­секают расстояние между катодом и анодом и достигают анода.

Изменение анодного напряжения

Когда напряжение нагревателя фиксировано и образуется постоянный пространственный заряд, то поток электронов (электрический ток) к ано­ду зависит от разности потенциалов V_а между анодом и катодом (рис. 4). Когда анод имеет отрицательный потенциал по отношению к катоду (или V_a = 0), то через лампу ток не идет. Когда же анод положителен, то элек­троны ускоряются в промежутке меж­ду катодом и анодом. Увеличение V _а увеличивает поток электронов (ток) через лампу. Анодный ток I_а увеличи­вается по мере роста анодного потен­циала от нуля до определенного зна­чения, а после этого остается почти постоянным, называемым током насы­щения I_s (рис.5).