En katod är elektroden på en elektrisk enhet där den elektriska strömmen flyter bort från enheten. En het katod kan vara en katod som värms upp direkt eller indirekt. Katodens filament är källan till elektronerna i fallet med en direkt uppvärmd katod. Filamentet är elektriskt isolerat från katoden i fallet med en indirekt uppvärmd katod. En varm katod avger fler elektroner än en kall katod med samma yta.
De första varma katoderna använde direkt uppvärmning. De var gjorda av ren volfram och upphettades till vit glödlampa. Senare filament täcktes med ett material som avger elektroner lättare än volfram, vilket minskar driftstemperaturen för en varm katod. Ytterligare förbättringar av heta katoder som använder indirekt uppvärmning inkluderar filament gjorda av sintrad volfram, torium-volframlegeringar och tantal. Vissa heta katoder är också formade som paraboliska speglar.
Heta katoder som använder indirekt uppvärmning har en fördel när man använder växelström, eftersom denna konfiguration producerar mindre brum än en katod som använder direkt uppvärmning. Glödtråden i en varm katod som använder indirekt uppvärmning kallas vanligtvis värmaren. Värmaren är vanligtvis gjord av volfram och omgiven av ett rör av nickel.
En oxidbeläggning på en het katods glödtråd kan minska glödtrådens driftstemperatur. Det första valet var ren bariumoxid, och senare formuleringar använde en blandning av bariumoxid, kalciumoxid och strontiumoxid. Heta katoder belagda med dessa föreningar har en maximal driftstemperatur på 1,832 1,000 grader Fahrenheit (XNUMX XNUMX grader Celsius). De utsätts för snabb nedbrytning under högspänningsförhållanden, och de används oftast i lågeffekts vakuumrör.
Heta katoder som måste hantera hög ström har vanligtvis beläggningar av hexaborider som ceriumhexaborid (CeB6) eller lantanhexaborid (LaB6). Andra typer av hexaborider som vanligtvis används för att belägga heta katoder inkluderar bariumhexaborid, kalciumhexaborid och strontiumhexaborid. Dessa typer av heta katoder brinner starkare och har längre livslängder än volfram heta katoder, men de är också dyrare.
Filament som innehåller en liten mängd torium är ett annat alternativ för heta katoder. Glödtråden värms upp till vit glödlampa i en atmosfär som innehåller kolväten, vilket gör att torium migrerar till glödtrådens yta. Torierade filament kan hantera hög spänning och har lång livslängd. Den främsta nackdelen med torierade filament är att torium är radioaktivt. Alternativ till torium i heta katodfilament inkluderar cerium, lantan, yttrium och zirkonium.