Edison-Richardson-effekt

Edison-Richardson-effekt eller gløde-emisjon kalles det fenomenet som oppstår når en glødekatode blir oppvarmet. Over en bestemt temperatur, som er avhengig av katodens materiale, vil det dannes en romladningssky av elektroner rundt katoden.

1873 hadde den engelske fysikeren Frederick Guthrie beskrevet hvordan et positivt ladet elektroskop utlades når det kommer i nærheten av et glødende metallstykke som er jordet.^[1] Dersom elektroskopet er negativt ladet skjer ingen ting, noe som betyr at glødende metall bare kan avgi negative ladninger.

Under eksperimenter med glødelamper 1880 gjenoppdaget Thomas Alva Edison denne effekten, og 1883 anmeldte han et patent på en innretning som utnyttet denne effekten.^[2] Owen Willans Richardson publiserte 1901 ligningen for metningsstrømstyrken for glødeemisjon fra metaller, 1928 ble han for dette utmerket med nobelprisen i fysikk. Oppdagelsen førte blant annet til at John Ambrose Fleming tok patent på rørdioden i 1904

Normalt autobiaserer man en triode (m.fl) ved hjelp av en katodemotstand mellom katoden og jord og en gittermotstand mellom gitteret og jorden. For å få så mye forsterkning som mulig, avkobler man også katodemotstanden med en kondensator. Man får da en gitter-katodesløyfe, som oppfører seg forskjellig, avhengig av hvor stor gittermotstanden er.

Når elektronene emitteres ved katoden har noen elektroner så mye energi at de når gitteret, dersom dette ikke har negativ forspenning. Er gittermotstanden stor nok (typisk > 1Mohm) vil det bygges opp et ekstra negativt potensial på gitteret og redusere anodestrømmen. Dette vil variere med vekslende inngangsspenning, og vi kan få ulineariteter i forsterkningen.

Om man ser bort fra litt mer ulineariteter enn vanlig, kan man faktisk nytte Edison-Richardson-effekten i praksis. Man kan med andre ord la være å bruke katodemotstand, og bare bruke en stor gittermotstand. I tillegg til litt ulinearitet er ulempen at man må bruke en kondensator på gitteret for å isolere dette på grunn av potensialforskjellen som oppstår på grunn av gitterstrømmen.

Det finnes en rekke rør med ekstrem linearitet. For å unngå mindre linearitet på grunn av Edison-Richardson-effekten benyttes dermed en gittermotstand med moderat størrelse, vanligvis 1 Mohm for forforsterkerrør og 100 kohm for sluttrinnsrør.