En kall katod är en katod som inte är uppvärmd. Även om det kan verka uppenbart, är denna skillnad mycket viktig för katodens interna funktioner. Dessa katoder, även om de inte är specifikt uppvärmda som heta katoder, har fortfarande potential att bli mycket varma genom användning. En kall katod används i flera former av fluorescerande och gasbaserade belysningssystem, som neonskyltar. Medan kallkatodlampor används ofta i många moderna system, är deras elanvändning ofta högre än alternativa system.
En katod är den del av en diod där elektricitet rinner ut under strömförbrukning. De flesta katoder är heta katoder eller filament. Dessa katoder bibehåller en mycket högre effekttäthet genom att värma katoden. Detta förbättrar elektronflödet och tillåter katoden att upprätthålla ett starkare effektflöde. Dessa typer av katoder används för allt från glödlampor till katodstrålerör (CRT), även kända som TV-rör (TV).
En kall katod använder ingen form av uppvärmning för att ladda sitt kraftflöde. I detta fall trycks en betydande spänning genom katoden, vilket genererar ett elektriskt fält. Katoden använder sedan detta elektriska fält för att upprätthålla sitt kraftflöde. Denna metod för att generera och upprätthålla en laddning är mindre effektiv än den för en varm katod, men den genererar också mindre värme.
Även om den kalla katoden inte är uppvärmd, betyder det inte att den inte är varm. När strömmen rör sig genom katoden överförs en liten mängd energi till värme. Den värmen kommer att förbättra strömförbrukningen för katoden, men den kommer också att göra enheten varmare. Medan vissa kalla katodenheter alltid är svala vid beröring, kan andra bli lika varma som standardvarma katodenheter.
En av de primära användningsområdena för kalla katoder är i gasbaserad belysning, till exempel i neonskyltar. Spänningen som krävs för att excitera gaserna är vanligtvis lägre än den spänning som krävs för andra former av belysning. Detta gör att den kalla katoden kan arbeta med en lägre spänning än en varm katod och generera mindre överskottsvärme.
Kalkatoder är också det primära sättet att göra bakgrundsbelysningen för LCD-skärmar (Liquid Crystal Display). I detta fall används en kall katod främst för den lägre värmealstringen och den stabila spänningsanvändningen. Detta gör att de flesta LCD-TV-apparater kan fungera utan ett aktivt kylsystem.
Problemet med kalla katoder ligger i den spänning som krävs för att hålla dem i drift. Heta katoder kan arbeta i variabla spänningar mycket lätt på grund av den termiska induktionen som skapas av deras värme. Kalla katoder klarar inte av detta, och spänningssänkningar gör att katoden tappar ström. Det innebär att ett kallsystem måste hålla en högre spänning och använda mer el än liknande varma system.