本发明涉及真空电子器件技术领域，公开了一种冷阴极正交场放大器及其应用结构。通过本发明创造，提供了一种采用冷阴极替代热阴极并实现与高频系统相配合的新型正交场放大器及其应用结构，不但简化了器件结构和电源设计，减小了整个器件的体积，还能够使来自高频系统的高频信号可对由冷阴极场致发射的电子流进行直接调制，并伴随着高频电磁波的能量增强，可放大场发射调制效应，进而使调制电子流更加易于与高频电磁波发生注波互作用及进行能量交换，实现对输入的高频信号进行放大的目的。