Como funcionam os dispositivos electrónicos de vácuo?

As respostas nesta seção estão corretas e eu as atualizei, mas a história tem mais a dizer. Então minha resposta não substitui as outras, apenas dá um sabor para o "mais".

Os dispositivos eletrônicos de vácuo não precisam ser grandes e não precisam brilhar. Eles podem ser quase tão pequenos quanto transistores de silício e emitem elétrons a partir de catodos frios com tensões de rede relativamente modestas.

Quando eles são pequenos, na ordem de 1 micrômetro ou mais, eles são chamados de dispositivos microeletrônicos de vácuo.

Eles podem se parecer com isto:

De um cientista muito criativo do Stanford Research Institute, SRI, pelo nome de Charles Spindt. A grelha, o metal com o buraco, pode ser enviesada a cerca de 40 V e retirar uma corrente substancial de 10.000 das pontas emissoras, as coisas pontiagudas, sem aquecer as pontas.

p>Or elas podem ficar assim:

Que fizemos no início dos anos 90 e chamamos Fetrodes. A imagem SEM da direita mostra a seção transversal de um homem pobre com as camadas emissora e grid presentes.

Esta foi relatada no The International Electron Device Meeting, IEDM em 1990 [1] e pudemos mostrar uma corrente de emissão significativa a apenas 10V na grid.

Como elas funcionam? Eles criam um campo tão grande nas proximidades da ponta, em nossa estrutura 7 vezes o campo que você esperaria da Voltagem dividida pela distância, que os elétrons podem realmente fazer um túnel do metal para o espaço livre... daí a emissão de catódos frios. Grades adicionais e um ânodo podem ser usados para direcionar os elétrons em qualquer direção desejada. Ele se parece muito com um transistor de efeito de campo com as pontas emissoras como a "fonte" e a grade como a "porta".

[1] Sokolich, M., et al. "Emissão de campo de matrizes emissoras submicrônicas". Electron Devices Meeting, 1990. IEDM'90. Technical Digest., International. IEEE, 1990.