
通常发射电子的材料,即阴极,分冷与热两种。热阴极,是指用电流方式把阴极加热至800℃以上,让阴极内的电子因获得热能后转换为动能而向外发射:冷阴极,是指无须把阴极加热,而是利用电场的作用来控制界面的势能变化,使阴极内的电子把势能转换为动能而向外发射。两种阴极的最大区别是,热阴极用低电压就可以产生电子发射,而冷阴极往往需要很高的电压才能产生电子发射;热阴极的寿命比较短,冷阴极的寿命比较长。故在液晶屏的背光源中,常常使用冷阴极。
在两端加一定高压(这个电压为启动电压,一般为1500~1800V)时,灯管中的汞原子在高压的作用下会释放出紫外光,波长大约是253.7nm。与此同时,有一部分电能转化为热能白白消耗掉了,大约只有60%电能会转化成紫外光。灯管的内壁涂有一层薄薄的白色荧光粉(假定这个灯管是白色的),这层荧光粉在吸收到灯管内的紫外光后会发出可见光,这时就看到灯管亮起来了。这个点亮的过程很短,一般为1~2s。灯管被点亮后,由于内部气体性质发生了变化,此时只需要比启动电压低很多的一个小电压(这个电压为维持电压,一般为500~800V)就可以维持灯管继续点亮,而且亮度不会发生变化。冷阴极荧光灯是一个非线性负载,灯管的供电必须是交流正弦波,频率为40~80kHz。
冷阴极荧光灯在开始启动时,当电压还没有达到启动电压时,灯管呈正电阻(数兆欧),一旦达到启动值,灯管内部发生电离放电,产生电流,此时电流增加,灯管两端电压下降,呈负阻特J跬。所以,冷阴极荧光灯触发点亮后,在电路中必须有限流装置,把灯管工作电流限制在-个额定值上,否则,电流过大会烧毁灯管,电流过小点亮又难以维持。