Оксидный катод наиболее распространен в современных электровакуумных приборах благодаря большой удельной эмиссии, сравнительно низкой рабочей температуре и высокой экономичности (экогомичность катода представляет собой отношение тока эмиссии к мощности накала катода).
В качестве материала керна при изготовлении оксидного катода используется вольфрам или никель. Активный слой представляет собой полупроводник, образованный смесью окислов щелочноземельных металлов (ВаО и SrO — двухкомпонентный оксид или ВаО, SrO и CaO — трехкомпонентный оксид) с вкраплениями атомов чистого металла (Ва, Sr) и поверхностным одноатомным слоем Ва.
Электропроводность и термоэлектронная эмиссия оксидного катода зависят главным образом от концентрации примесных атомов Ва. Поэтому энергетическая диаграмма оксидного катода рассматривается обычно как диаграмма окиси бария с вкраплениями донорной примеси — атомов Ва. Такая диаграмма приведена на рис. 3-2. Здесь -верхняя граница заполненной (валентной) зоны энергетических уровней; — нижняя граница свободных разрешенных уровней (зоны проводимости); — донорный локальный уровень, вносимый в запретную зону примесными атомами Ва; — уровень Ферми (уровень электрохимического потенциала); — расстояние от локального уровня Ва до нижней границы зоны проводимости; величина называется внутренней работой выхода; — внешняя работа выхода (расстояние от нижней границы зоны проводимости до верха потенциального барьера).
Термоэлектронная эмиссия оксидного катода описывается формулой Козляковской — Тягунова:

где jэ — плотность тока эмиссии, А/м2; В — постоянная, величина которой зависит от степени активировки оксидного катода (концентрации примеси Ва) и лежит обычно в пределах ; — работа выхода оксидного катода (j -работа выхода, выраженная в вольтах). У хорошо активированных катодов j составляет 0,95-1,2 В.
В табл. 3-3 приведены сравнительные данные об основных параметрах современных термокатодов.
Стремление к увеличению срока службы оксидного катода часто приводит к значительному уменьшению фактически отбираемой плотности тока по сравнению с плотностью тока эмиссии. Наиболее полно используется оксидный катод в импульсных приборах, где за счет возникновения ускоряющего электрического поля плотность тока эмиссии увеличивается и достигает .
В табл. 3-4 приведены основные данные, характеризующие применение оксидного катода в электронных и ионных приборах.