Электрические характеристики

В электронных рентгеновских трубках с накаливаемой нитью катода поток электронов получается путем термоэлектронной эмиссии, которая возникает при нагреве нити накала. Для того чтобы покинуть поверхность металла, электроны должны обладать энергией (работа выхода), достаточной для преодоления поверхностных сил, удерживающих электроны внутри металла. Для вольфрама эта энергия равна 4,52 эВ[28].

Теоретические статические анодные характеристики рентгеновской трубки с плоскими электродами, представляющие зависимость анодного тока, от постоянного анодного напряжения при различных неизменных значениях тока накала, показаны на рис.1.6.

Рисунок 1.6 – Теоретические статические анодные характеристики рентгеновской трубки с плоскими электродами

На восходящем участке ОАувеличение анодного напряжения вызывает увеличение анодного тока в связи с тем, что в создании анодного тока принимают участие только те термоэлектроны, скорость которых достаточна, чтобы преодолеть тормозящее поле пространственного заряда у катода рентгеновской трубки.

Напряжение, при котором достигается насыщение, называется напряжением насыщения U_S, при этом ток, проходящий через рентгеновскую трубку, называется током насыщения, а его сила обозначается через I_S.

Реальные анодные характеристики рентгеновских трубок значительно отличаются от теоретических и зависят от конструкции трубки.

На рис.1.7 изображены реальные анодные характеристики рентгеновских трубок различной конструкции.

Рисунок 1.7 – Диодные характеристики рентгеновских трубок различной конструкции

На кривых А и В насыщение наступает при небольших анодных напряжениях. Такие трубки называются трубками с "большой проницаемостью". На кривой С насыщение наступает при больших напряжениях, на кривой D насыщение вообще не наступает. Рентгеновские трубки с такими характеристиками называются трубками с "малой проницаемостью".

Реальные характеристики на участке насыщения непараллельны оси абсцисс из-за роста эмиссионного тока с ростом анодного напряжения вследствие усиления поля у катода, уменьшающего работу выхода, и дополнительного нагрева катода при протекании анодного тока[25].

При другом способе построения анодных характеристик строится семейство кривых, выражающих зависимость между анодным током и током накала при определенном неизменном анодном напряжении эти характеристики называются эмиссионными.

Кроме статических анодных характеристик и эмиссионных характеристик на практике используются накальные характеристики, которые устанавливают связь между напряжением и током накала.