В настоящее время в рентгеновских аппаратах в качестве выпрямителей применяются почти исключительно только кенотроны. Высоковольтный кенотрон представляет собой электронный вентиль с накаленным, катодом. Он отличается от вакуумных диодов, применяемых в технике связи, только размерами, выпрямляемым напряжением и мощностью. 

 Кроме кенотронов в рентгеновских аппаратах, так же как и в других электронных устройствах, применяются селеновые и другие полупроводниковые выпрямители. Ниже будет изложено устройство кенотронов и селеновых выпрямителей, основные их типы, характеристики, принцип работы, а также различные схемы выпрямления. 

 При определенных условиях металлы способны испускать электроны (электронная эмиссия).Так, например, при накаливании металла до некоторой температуры он испускает электроны. Это один из видов электронной эмиссии металлов, называемый термоэлектронной эмиссией. 

 Процесс эмиссии происходит следующим образом. В металлах имеется большое количество хаотически движущихся свободных электронов, скорость движения и энергия которых определяется статистическим распределением Ферми - Дирака. При повышении температуры окружающей среды скорость движения и энергия свободных электронов металла увеличиваются. При нагревании металла из него выходят только те электроны, которые обладают достаточно большой кинетической энергией для преодоления тормозящего действия поля на поверхности и вблизи поверхности металла. Энергия, необходимая для выхода электрона из металла, называется работой выхода. Число эмиттируемых электронов зависит от температуры и работы выхода металла. Для создания большого эмиссионного тока наиболее подходящим металлом является вольфрам. Существуют металлы с меньшей работой выхода, то есть с большей эмиттирующей способностью, чем вольфрам, однако они обладают низкой температурой плавления и поэтому не пригодны для изготовления катода. 

 На практике высокая температура плавления вольфрама сочетается с большой эмиттирующей способностью других металлов с низкой температурой плавления. Так, например, наряду с кенотронами с вольфрамовым катодом в рентгеновских аппаратах применяются и кенотроны с торированным вольфрамовым катодом.

 Наиболее известной подогревной электронной лампой является диод (рис. 6.1). Диод состоит из двух электродов, расположенных в вакууме, катода, испускающего электроны, и анода, собирающего их. 

 Графическая характеристика подогревного выпрямительного диода приведена на рис. 6.2. Кривую можно разделить на три части: на начальную область, область пространственного заряда и область насыщения. 

 Начальная область. При нулевом анодном напряжении электроны, выходящие из катода, остаются вблизи его поверхности, образуя электронное облачко. Электронное облачко препятствует выходу других электронов из катода. Вследствие флюктуации некоторые электроны электронного облачка приобретают достаточно большую кинетическую энергию и попадают на анод. Следовательно, при нулевом значении анодного напряжения в трубке течет небольшой анодный ток. 

 Область пространственного заряда. Анодный ток трубки определяется не только эмиттирующей способностью катода, но и наличием заряда в пространстве между анодом и катодом. Отрицательный заряд электронов, находящихся в пространстве между анодом и катодом, отталкивает вновь выходящие из катода электроны и тем самым препятствует их выходу. Поэтому при небольших анодных напряжениях анодный ток электронной трубки меньше анодного тока, определяемого максимальной эмиттирующей способностью катода. При подключении источника питания положительным полюсом к аноду, а отрицательным к катоду в трубке течет анодный ток, величина которого прямо пропорциональна анодному напряжению. Величина анодного тока не зависит от температуры катода, так как в области пространственного заряда катод эмиттирует больше электронов, чем их попадает на анод под влиянием анодного напряжения. Выпрямительные вентили работают в области пространственного заряда. 

 Область насыщения. При увеличении анодного напряжения все большее число электронов попадает на анод. При некотором анодном напряжении все электроны, испускаемые катодом, достигают анода. Дальнейшее увеличение анодного напряжения не приводит к возрастанию анодного тока, он практически остается постоянным и называется током насыщения. При увеличении анодного напряжения увеличивается скорость электронов и, следовательно, их кинетическая энергия. При торможении электронов на аноде его кинетическая энергия превращается в тепловую энергию и рентгеновское излучение, то есть на этом режиме кенотрон работает как рентгеновская трубка.