使电子以一定的发散角度射出设备，这个角度被称为电子枪发散角，α。通过放置充有比灯丝更多负电荷的韦乃特阴极，呈发散状射出灯丝的电子会在适当的操作下被转变为会聚的形式，其最小大小为电子枪的截面直径。热电子发射电流强度，"J"，与发射电子材料的功函数和玻尔兹曼分布有关，关系如下，其中 "A" 是常数，Φ 是功函数，而T是材料的温度：这个等式表明，为了达到足够的电流强度，需要将灯丝小心加热，而多余的热量也不能将灯丝损坏，因此需要具有较高熔点的材料，如钨，或者可以选择其他功函数较低的材料，如六硼化镧作为灯丝的