电子管阴极
电子管阴极
极的机理以及特性，其实博大精深。以我这个外行而言，只能将我自己的一些理解和大家共同探讨一下，有兴趣的朋友还是自己找一些资料来学习为好。
氧化物热电子发射的现象是1903年发现，但是对它的研究一直到现在还没有结束。氧化物阴极的本质是一种电子型半导体，一般的氧化物阴极工作基本上是基于盈余的钡原子，一般来说，真空抽气高温激活的过程之中，阴极中氧化钡之中一部分氧原子减少了，出现了盈余的钡原子，钡的价电子容易因为高温脱离原子核的束缚而成为自由电子，这就是氧化物阴极工作的简单描述了。
氧化物阴极的逸出功和核心金属有关系，核心金属不同，则逸出功也不相同。我们一般常见的旁热氧化物阴极所采用的材质是镍，镍的氧化物阴极逸出功是1.32电子伏，而直热管常用钨丝作为芯金属，钨的逸出功是1.36电子伏，由此可见阴极的逸出功仅仅和核心金属有关，与不同的管型无关。
氧化物阴极的特性和核心金属的还原特性相关，一般的阴极镍中常常含有微量镁、铝、硅、钨等等金属，对于阴极的寿命和脉冲特性都有很好的影响，而对于直热阴极而言，铝和硅的含量常常比旁热镍阴极高100倍和6倍。
氧化物阴极和钨丝阴极或者原子表面阴极（钍钨、炭化钍……）比较而言，更加脆弱，所以我们常常会看到一些问题。
1、阴极中毒。
很多时候，一些老旧的电子管阴极极度老化，很大一部分原因常常是阴极中毒。氧气、一氧化碳、二氧化碳、水汽、硫化物、卤素、碳氢化合物等等都可以导致阴极中毒。我们常常见到一些老旧的电视机阻尼管，长期在高压下使用，云母片出现发黄的现象，而往往阴极发射特性也不好，有一个原因就是云母在高电压、高温下部分分解产生微量的水汽（此时往往有很多云母碎屑在管子中），导致阴极中毒发生（当然，还有其它原因）。
2、打火现象。
高真空电子管之中，因为大电流而导致的打火现象是比较常见的。比如一些直热整流管整流的机器，滤波电容比较大的。开机以后，有时候，会出现屏极和阴极之间的打火。而电子管的工作电压远低于静电导致打火的电压，这就是和氧化物阴极有关。
刚开始，直热管的灯丝还没有热透，发射不均匀，有些温度较高的部分（比如灯丝中部）电子发射较强，而另外一些部分（下引出线或者顶部吊钩部分）因为散热关系，温度要低一些，电子发射较差。而此刻，滤波电容的两端电压很低，电流比较大，很大的电流全部是从那很小的发射较强的部分发射的，会导致这部分温度变得很高，高温导致电子发生更加强，于是此部分的电流会增加的很快，同时高温会导致氧化物的蒸发，产生一些等离子状态的气体，这些气体导电被电压击穿，而产生了打火现象。
事实上，如果旁热镍核心的阴极在先有高压的状态再加热灯丝时候，问题会更加严重。其机理是直热阴极中的钨在高温会和氧化物反应，生成一些钨酸化合物，这种物质导致氧化物阴极的逸出功变高，从而略微减低一些恶性循环。在旁热阴极的镍核心中，镍和氧化物不会出现像钨那样的优点，所以理论上打火问题可能更加严重。但是好在，旁热氧化物阴极的热丝加热要比直热阴极均匀，这种现象比较少见。不过一定要切忌在开高压以后，再加灯丝。曾经看到有的人想当然的用控制整流管灯丝的办法来开启高压，这显然是荒唐可笑的。
下面简单说一下氧化物阴极的设计计算问题：
一般的接收放大电子管，都是按照规范化的设计来考虑阴极的问题。对于旁热管而言，通常是工作温度在95-1150K之间，老式接收放大管阴极通常每个瓦特4MA电流，小型接收放大管每个瓦特6MA电流，功率管每个瓦特10MA电流，整流管每个瓦特20MA电流，发射管10-40MA，脉冲发射管是2000MA。对于直热管而言，接收管是15-40MA每个瓦特，整流管是20MA每个瓦特，功率管是10-40MA每个瓦特，这些都是一般的参考值，每种不同的管子都是不尽相同，但都不差很远。我们一般估计一个管子的电流能力也如此估计了。如果我引用一堆精确的计算公式给大家恐怕一点用也没有，谁会拿着管子去认真核算呢？有这些时间还不如作些其它事情呢。
关于6Z4输出140MA电流的问题，我一定要论证它是错误的，很早以前就已经在别处看到，我是一直没有说话的。本来想不多介入到具体问题之中，不过既然这个问题已经到了我这里，我也就要说几句。 国产6Z4和国产6Z5P的是一样的，而它们的阴极尺寸特性和外国的6X5或者84是相似的。我们来看对于收音机整流管的要求，一个电源变压器，次级是340-0-340V、内阻320欧（基本和过去收音机用的变压器相近）。
五六个管的收音机，电流按照70MA计算很富裕，整流效率是0.8左右，采用电容滤波。则整流管输出电压在370V，输出功率在26W左右，屏极损耗在1W，此整流管跨导在10MA/V，阴极最大电流在0.24A。此时阴极的电流密度在可以取60MA/CM*CM，阴极有1.17CM*CM的有效面积，取用的旁热阴极镍管的外径1.27MM，则喷涂氧化物的长度应该是2.6CM，两端留下0.3CM固定，总长度是3.2CM，取中间的阴极工作温度1100K，阴极加热功率在3.72W，6.3V灯丝，则阴极电流是0.59A，综合计算热丝的问题应该在1450K，热丝直径是95.7微米，长度19.4厘米，当热丝弯曲成3个V字，可以装入阴极镍筒。这些都是真实的数据，不相信可以砸碎一个6X5、6Z5P、6Z4看一下，量一下，或许会有误差，但是绝对不会相差很多。正是这些参量限制了阴极的平均电流是70MA，不论是那种工作方式，管子的阴极电流都是一定的，数据说话才更有说服力！
