Эффект Шоттки
Согласно формуле (П2), ток не должен зависеть от анодного напряжения, поскольку оно даже не входит в формулу Ричардсона — Дэшмана. Однако в действительности ток насыщения не остается все время постоянным; при достаточно большом анодном напряжении наблюдается увеличение тока при возрастании напряжения.
Это возрастание тока, называемое эффектом Шоттки, можно наглядно объяснить, исходя из модели потенциальной ямы, если одновременно учесть ход потенциала в вакуумном промежутке, как показано на рис. П6. Как видно, поле в вакуумном промежутке получается в результате наложения создаваемого анодом поля (которое между плоскопараллельными электродами однородно) и поля, притягивающего электрон, выходящий из катода.На достаточном расстоянии от катода это поле можно представить как поле сил изображения, потенциал которого, как известно из электростатики, равен е/16pe0x (e0 = 8,85?10–12 Ф/м – электрическая постоянная). Таким образом, получаем следующее выражение для суммарного потенциала между пластинами:
(П4)
где d — расстояние между пластинами.
Потенциал j(x) имеет минимум, положение (xm) и величину (jm) которого можно рассчитать следующим образом:
и при E0 = U /d:
(П5)
Как показывает рис.П6, работа выхода еUa уменьшается на ejm так как потенциальный барьер, препятствующий выходу электронов, снижается на величину jm = DUa.
Рис. П6. К теоретическому рассмотрению эффекта Шоттки
За счет воздействия поля анода край потенциальной ямы загибается вниз.
Плотность тока эмиссии по-прежнему определяется формулой Ричардсона — Дэшмана, только вместо работы выхода eUa нужно подставить уменьшенное значение этой величины е(Ua – DUа). Благодаря этому ток возрастает в exp(eDUa / kT) раз по сравнению с током, который существовал бы в пределе малой напряженности поля.