Когда говорят о токе в вакууме, обычно имеют в виду электронный ток, возникающий в вакуумированных объемах с введенными внутрь металлическими электродами. Промежуток между электродами включен в электрическую цепь. Электроны образуются в промежутке в результате электронной эмиссии, обусловленной различными физическими процессами. Различают следующие виды эмиссии:

• термоэлектронную (под действием повышенной температуры катода);
• фотоэлектронную (под действием облучения катода светом);
• автоэлектронную (под действием высокой напряженности электрического поля вблизи катода);
• вторичную (под действием бомбардировки электродов быстрыми частицами).

Однако ток в вакууме может быть и ионным. В этом случае в вакуумный промежуток вводят электроды, на которые нанесены специальные вещества (сподумены), способные эмитировать ионы одного или обоих знаков заряда под действием нагревания. Иногда ионы вводят в вакуумный промежуток с помощью специальных капилляров.

Простейший вакуумный прибор — диод — имеет два электрода, расположенных в вакуумированной колбе: катод и анод (рис. 1). Катод предназначен для создания электронного потока за счёт термоэмиссии. По принципу действия термокатоды бывают прямого и косвенного накала (подогревные катоды). У прямонакальных приборов катодом служит сама нить накала. Для подогревных катодов нить накала служит лишь подогревателем, а сам катод — это проводящий электрод, на который нанесён оксидный слой, служащий для уменьшения работы выхода электронов. В этом случае катод электрически может быть либо соединен с одним из концов нити накала внутри лампы (как диод 2ДЗБ), либо (как диод 6Д6А) изолирован от подогревателя и выведен отдельно (рис. 1,а). Максимальная практически достижимая плотность тока эмиссии вольфрамовых катодов достигает 15 А/см$^2$, оксидных катодов - 100 А/см$^2$.

Конструкция системы электродов может быть плоской, цилиндрической или сферической. В частности, используемый в наших работах диод 2ДЗБ имеет прямонакальный катод с нитью накала из торированного карбидированного вольфрама и цилиндрическую систему электродов. Параметры диода 2ДЗБ.

Далее к теме Термоэлектронная эмиссия. Работа выхода электронов