Come funzionano i dispositivi elettronici a vuoto?

Le risposte in questa sezione sono corrette e le ho votate, ma c'è di più nella storia. Quindi la mia risposta non sostituisce le altre, ma dà solo un sapore per il "di più".

I dispositivi elettronici a vuoto non hanno bisogno di essere grandi e non hanno bisogno di brillare. Possono essere piccoli quasi quanto i transistor al silicio ed emettere elettroni da catodi freddi con tensioni di griglia relativamente modeste.

Quando sono piccoli, dell'ordine di 1 micrometro o giù di lì, sono chiamati dispositivi microelettronici a vuoto.

Possono avere questo aspetto:

Da uno scienziato molto creativo allo Stanford Research Institute, SRI, di nome Charles Spindt. La griglia, il metallo con il buco, può essere polarizzata a circa 40 V e prelevare una corrente sostanziale da 10.000 punte di emettitore, le cose appuntite, senza riscaldare le punte.

O possono assomigliare a questo:

Che abbiamo fatto nei primi anni '90 e chiamato Fetrodes. L'immagine SEM a destra mostra una sezione trasversale di un povero uomo con entrambi gli strati emettitore e griglia presenti.

Questo è stato riportato al The International Electron Device Meeting, IEDM nel 1990 [1] e siamo stati in grado di mostrare una significativa corrente di emissione a soli 10V sulla griglia.

Come funzionano? Creano un campo così grande in prossimità della punta, nella nostra struttura 7 volte il campo che ci si aspetterebbe da Voltage diviso per la distanza, che gli elettroni possono effettivamente tunnelare dal metallo allo spazio libero... da qui l'emissione da catodo freddo. Griglie aggiuntive e un anodo possono essere utilizzati per dirigere gli elettroni in qualsiasi direzione si desideri. Assomiglia molto a un transistor a effetto di campo con le punte dell'emettitore come "sorgente" e la griglia come "gate".

[1] Sokolich, M., et al. "Emissione di campo da matrici di emettitori submicron". Electron Devices Meeting, 1990. IEDM'90. Digesto tecnico, internazionale. IEEE, 1990.