Книга: Методические указания

Распознанный текст из изображения:

не функциональная ахема наиболее ркспра.гране«ной оп итеры, используемой лля гэльвэниче ай развязки электрических цепей Входной электрический сигнел привалит в лсйствие излучатель. поток элмпромагнитного излучения с которага респрострянеетск по оптическому квнялу и псатупеет не екал приемник« гле сионе преобрвзуе ая в электрический сигнал При помощи онтапвры можно осулмствлять «оммутвции в высоковольтных цапях и обеспечить безопасное палключение внешних уатрайщв к «омпьютсру. В отлельных случаях при работе с очень высокими на пряжениими или прн необходимости снизить взаимное влияние управляющих и упревляемык ущройатв неабхолимо их пространственное рюлеленне. В

этом случае оптический кзнзл представляет собой оптоволоконную линию перелачи, на вхоле н выхоле которой палключсны при помощи согласующих уатройств аоответственно юлучетель и приемник.

В качестве излучателей в оптопарех в большии-

стве прнмеияютая фото«иоды, в качестве лриемни ков — фотолиолы и фататр«изисторы (рис.7.137.

В .7.13

Контрольные вопросы

1. Начертить энергетические диаграммы полупроводников и покюать, как происходит собственное и примеанос шхлощенне электромагнитного «злу. чения.

2. Обьяанить, что такое фотопроволимость полупроводника и рвссматрсть основные закономерности фотопроволимости.

3. Обьяаиить нв примера р-п-пе1юхала, что твкое фатогяльвкпический эффект.

4. Начертить ВАХ р-и-переходе при рвзличных лелеющих нв него лучистых потоках, обозначить области различных режимов рабаты и леть их сравнительную ашику.

5. Перечислить основные приемники излучения, пояснить принцип работы кажного иэ них и указать оано нные области применения.

б Обьяанить принцип рабаты лоточников нехогерентнаго юлучени указать оанавные области их применения.

7 Рассмотреть струюуру, принцип работы и области применения оптоперы.

юг

8. Вакуумнан электрпннка

Электровакуумные приборы (ЭВП7 составляют заметную и неотьемлемую честь современной элементной безж рялисолектраники. Несмо*ря на интенсивное развитие паслецние лесятилетил полупроводниковых активных элементов н вытеснение в этой связи ЭВП из некщорых тря«и«ионных лля ннх областей применения. ани прололжают улерживать стабильные позиции в структуре рынке рвлиоэлементов квк па номенклатуре, тяк и а атон. мое«нам выражении.

Кроме того, постижения в развитии пслупрэвапннкавой технологии оказывают влияние ня новые рюрабатки ЭВП и стимулируют инвестиции в этой области. Особенна заметны успехи в области создания налога поколения ЭВП вЂ” вакуумных ыикроэлектрониых элементов, имеющих сопостлвимые с полупроволннковыми элементами размеры и превосходящих их по параметрам и атойкоати к неблагоприятным внешним яоздейатвиям.

Остзновимая кратко на оановных достоинствах ЭВП, определяющих перспективы их рззреботкн и применения. Первое ю ннх определяется р«зличием в хврюсгере движения электронов в твердом теле (цолупровадни«7 и в вакууме. Вски в полуировалнике э«сыров лвюкеюя, непрерывно взаимодействуя с «ристеллической решеткой, вале«отвис чего его акороать ив может быть ыше некоторого прелелв, та в вакууме прелельные скорости намного выше из-за оюутстви» взвимолействня со ареной.Из этою вытекают такие важные особенности ЭВП, «як возможиоать осушеатвления более в аакого быстродействия и реализация больших мощностей. В большинстве совреченных рвлиоэлектронных устройств больших мащюстей в оконачных кас квлэх иапольэуился ЭВП.

Другю особенность ЭВП по сравнению с полупроводниковыми элементами также связана ю средой, «которой лвишются электроны. Известно, что свойстве попупроводников сильна меняются при изменении температуры, что огреннчивает температурный лияпвзан рабаты полупроводниковых элементов, Дзш ЭВП тсмцервтурное воздействие лопустимо в знегителыю боле широких прел лах без заметного ухудшения параметров. По некоторым оценкам,иаксимальнвя рабочая тсмперетурв лля ЭВП выше на 150 — 200' С. По этим же прячннкм ЭВП облзлеют большей атайкостью к рвлиацни Лопустимв» доза облучения лля ЭВП птмвьипаст аивлогичную у полупроволинковых элементов в 10 -10 ряз Указанные ссабеннсати делают ЭВП нее

звиенимымн при рабате в зонах экстремвльиых воздействий — «блюн ядер° ык реакторов, в уакоритезях, в глубоких акввжинах.

Понимание принципе рабаты современных ЭВП невозможна бщ изучения рзэлелов вакуумной элещраники. поавяшениых рассмотрению способов получения электроцпага потока яз твердого теле, управления сга интенсивностью формирования электроннсга луга и его щюстраиственнога пере«га- шения

Распознанный текст из изображения:

1Ш

8.1.Термозлектроинаи эымееин н терыпкитоды

8.1.1. Работе выхеи» электрона из твердого тел» в вакуум

Термез тр н " называют непускание зле«тромсе накаленными телами. Получая танковую энергию в результате «занмодействия с кристаллической решеткой, часть электронов с наиболее высокими значениями энергии приобрешст возмоююшь выйти за пределы твердого тым.

Расомстрим условия «~ода электрона иэметалл» М . ° Пэ«уум з вакуум (рис. 8.1), Дпя электрона, находящегося

Р От падкой металлической поверхности. можно использовать законы электроствтики, согласно которым ицвуцираэанный в металле полажзпельный заряд и отрицательный заряд электрона создают такое же электрическое поле, хак два точечньш заряда на расстоянии 2« В этих условиях сила, действуюша» со стороны металле, равна

з Р= —, (йд) 4шо 4х

з где е — заряд электроне.

Длл удаления электрона от позер:аюсти твердого шла в вакуум на расстояние х необходимо союршить работу А по преодошнию силы Р, т е. А= )Рдс.

(8.2)

е

При изучении термоэлектронной эмиссии работу А рассмацзиаают как резул реод ектроном некоторого потенцнзльншо барьера е(«), выогш которого завис«тот «лорд«наем х: Р нз(х) = ) Рд«. (8.3)

о

Подстановка (8.1) в (82) или (8.3) приводит. «зк яегрудно убедиться, к затруднениям при интегрирозании, связанным с вмчислением Р при помощи представлений, согласно которым на Р .82 очень малых расстояниях рассматриваемая ме-

таллическая поверкнасть не может считаться идеально гладкой, вследствие чего еправелливосш (йд) нарушаетее. Прелполагается, чю при уменыпении « до величин, меньших среднего расс«азии» а между атомами кристаллической решетки, рост силы Р ограничивается вследствие взаимодействия з»ектрона с каждым из атомов (рис. 8.2). Такое

(ОЗ

лрештаэлеиие э еисимости Р(«) назыше ся ессршюимацией по П)отши и лс золяет пал ь «онечиьй) результат щ» эгоист«новее а П 2) илн (8 3) Конел«ы«результат получается также для еб 00 при *

Физически (ю) значзет работу по полному преодолению силь! Р „„ живаюшей эл н у поверхности, и носит название "Работа выход " с значением мэ. В дете«а того, что наиболее зысоксй энеРгией е м обладают электроны с энергией, бЛИЗКОЙ К ЭНЕРГ»и 'РСРМН Ег, отсчет тенциальиого барьере на границе метзлза с вакуумом производи ся паз готической диюрамме стноагшльно

Х( )

М н ««д, Ег (рис.8.3). Переход электрона на

энарес««ческий уровень, сошвегствугоший е, (уровень вакуума) и ст

е

стоящий от Е«на велнчиму еб, Оэзз«"

чает, что электрон стзнозится свобод- Е

ным, т. е эмитируется в вакуум. Количественные значени» работы лихо«а лля болылинстваметышов, используемых в вакуумной электронике, составляют 4 -5 эй.

Р . 8.3

Рассуждения О природе сил, пренятствуюших выходу электрона ю твердого тела в вакуум, ел»ются справедливыми не только для металлов, ио и лля полупроводников. Одмако испшшзоваине принципов электрастатики, оправданное в случае металла блегсдарв пренебрежимо малому проникновению внешнего пола вглубь проводника, оказывается невозможным для полупроводников, у которых вневпме поле проникает вглубь на 100 — 10000 атомных слоев. Распределение но слою полупроводника индуцированного положительного заряда приводит к уменьшению силы Р.

сбоеталле

(

нер-

1

8.1.2. Основные уравнении термоэлекгроинеи эмиссии

Рг Рте'(ру Рз-р,едрз можмо записать

Термоэлекгронва» эмиссия ш нагршого твердою тела в вакуум созласт напрввленнмй поток зпаксронал, который характеризуется плотностью юка термоэмнссии) т.е. числом электронов, покидыоших елиничную повеРхность тела за 1 с. для расчета д необходимо учесть расщюделение электронов в твердом теле по энергии и импульсу и определить число тех из ииг которые облада»п достаточной энергией, чтобы преодолеть потенпизяыгы( барьере направлении, перпендикулярном поверхности тела.

При»иман за основу распределение Ферми-дирвка, для концентрац«и электронов диз с компонентами импульса в диапазон* значений р, — Р* + ОР«

Распознанный текст из изображения:

АР ф,яр,

(8.4) где энергия электрона Е(р) с импульсам з опрелеляется кек Е(Р) = — * — -" — '. Р еред,

(8.5]

2и у Примеч, чт рассматриваемая единичнэя

плошал псверхнаать тщрдого тепе, эмитиМстяяя Закюм рующэя этептроны, расположена перпендикулярно ней!а»нению оси х (рнс. 8.4). Тогда а точки зрели» выхода электронов зе пределм тырново теле существенным» булуг лишь значения компоненты импульав р„ Согласна(8.4), канцентрпцш электронов с импульсами. лежэщнми в дизпшоне значений р, — р„е«рп Р а. 8,4 опредегмеп я кэк

(8 б)

«Т

Расчеты, связанные с использованием (8,4) и (В.б), можно значительно упросппь, если учщть, что для элект!ннов, покидеющих металл, величина в чиснителе лакэзателя экспоненты далила бить больше или резня рабою выпада, та есть превышать 4 — 5 эВ. В то 'ке время значения РТ лри температурахх вплоть до шмпервтур плавления не превышают десятых долей эВ, эс» едатвие чеш ехр((Е(р) — Ьг)ФТ] »1,

Число электронов, прахадацик за 1 с через выделенную на риа. ВА единичную плошвдку, определяется слелуннцим обрезом. Площадка предстввл»- ется кек основание прямоугольного первллелепипедв а длиной ребра, чиаленно резной скорости электрона г„= а„дя. Тогдв за 1 с в сторону вакуума через плошвлку пройдет каличсатво электронов, аадержвщееся в объеме пеРвплелепипеда „ Йра что соответствуег плотности тока

) =си,«л „ (8.7)

Нз числа всек электронов, пересеялющих плсщяцку, в «агдам мшуг выйти только те, для котарык выла»няегая условие

ат„ — ">ер или р„й,)2ерш. (8.8]

2

Таким обрюам, плотность таке эмиасии)', нэходшся квк результат интегрирования (8.7) с учетом (8.8);

!05

Еь,мш

(Вй)

э те

"= 3-- Рэачетм да (В 4] (В р], дроведениые в указ»иной лослеловетельиости, лают дляд сооп шение, известное пол незнанием "уравнение Ричерлсоиа

- Дэшмэпэ

з (ер]

;,=А,Т' Р— (

(В до]

где А! — шютодцяея Зошеерфельдэ, равняя 1204 А)см 'грел .

Кэк иэ ватно, энергия Ег в твердом толе является функпней темпера туры Т, валещтвие чего рабата выкодв ер также зависит от Т. Дпя искзю. чеии» температурной зввиаимаати ер, присутатнуюп!ей в неявном ниле в урэвяении (8.10)и звтрудняюи!ей его нспальзоввиие, производят преобрвзс вени», юнаввнныс нв приближением представлении едПП кэк линейной функции темпервтурм:

ОР(Т) = ер(Т = 0)-ьаТ, (8 П] где а — температурный коэффициент работы выхода. Значения ОР(т = О), не зевиа»щие ат Т, нэзызвют ричардаонавакой работай выхала и обозначакп кэк егрд. Подстановка (В.П) в (8.10) привалит к следующему сашношению;

уз- — »секр(( — ]т щ~ — »~=А т екр( — «),

(8 12)

где Ад — постоянная Рнчарлсонв, те»же ие зввиаяшэя от Т и имеюшэя знвче. ння меньшие чемАа

Таким образом, дл» расчета Е по(8.12) при любой Тдастгточно иметь два не зависятцих от темверетурн пара- сю метРа — ОР» и Ад. значению катаРых дпЯ Па многих твердых ген определены экапериментшьно, На практике используют. д, ся кзк (8.10), твк и (8.12], в зависимости от имеющяхая в распОряжении эксперимент»льных или справочных данных. Значение пр в (8.10] ивзывэкп эффективной работой выкодв.

В том случае, когда в кзчсшве твердого тела вмеспз металла ресамэтривается полупроводник, уравнения(8.10) и (8.12) формальна сохраняют свою справедливость при уаловии, что рвбатв вмхаде отачитыввется от уровня Е, до Р .ЗД Ег(как например на рнс. 8.5 лля электраииага полупроводник ).

Распознанный текст из изображения:

8.1.3. Рэспрепел

Р с»стропов по нвчельным

скоростям

Вследствие различной энерпги эмитированные с оверхнасти твердого теле электроны сблэлэют различными начвльными скеростнмн. Сушествавэние ненулевых начэкьнык скоростей приводит в ряде случаев к значительным изменениям характеристик электровакуумных приборов(ЭВЛ), в «отпрых иаюльзуется термоэлектроння» эмисоия. Одним из примеров таких последствий является прохождекие тат в внодной цепи вакуумного диода деже в том случее, когда нэ енсде установлено нулевю «ли отрицательнее напрвжение.

Закон распределения электронов но начальным скоростям может быть получен, кек и уравнение Ричардсоне, не основании статистики ФермиДирэка. Для этого необкодимо а (8.6) перейти от юыпонент импульсоа к компонентам скоростей и произвести интегрирование с учетом установлен ного ранее услови» для эмшироввнных з»ектронов Е(р) — Ег » 4Т. В результате концентрация тр нов с «омпонентами скоростей в диапазоне

„з Ьи определение»с использованием (8 10),вырвжаетсн «ак

Ннм "- ) †« ехр — йг„, (8 13)

»4Т ~ 28Т )

що предстэвляет собой функцию распределения Мэхсвеллэ. Как следует ю (8.13), при ТРО существуют электроны, эмитируемые изтверлоготела с любой начэльнай скоростью ги хотя для больших г„ число их с ростом г„ ствновитсв оченьмепым

Мексвелловское распределение(8.13) позвзля т определить величину тока в вакуумном диоде лри условиях. когда между анодом и эмитгером электронов существует тормозыцее для электронов электрическое поле. Такой режим ребсты незывжот режимом нечэльньгя токов. Предполэгаетсл, нс кратчайшее расстояние от любой точки на эмитируюшей поверхности до аноде не зависит ст положения этой ючки, т. е. система электродов диоде «ел»ется эквидиствнтной. Прсстейшнми примереми зквидистэнтной системы электродов «вляется плсскопар»ллельнэя, т. е. состоят»» из двух перэллельных плоскостей, илн цилиндрическая, обрэзованнвя обращенными друг к другу поверхностями коаксиельнмх цилиндров.

Дня вычисления тока электронов в »полной цепи воспользуемся таким же пРиемом, как и пРн Расчете )и Если РзсемазРивать электРоны со скоРо стями в интервале и„- (ге э Нг„), то зэ 1с с единичной эмитируюшей поверхностн в вакуум выходит блтг, электронов, что ссздтт в анодной цепи тох е Штге Для всей змнтирующей поверхности пвошэдью 5 »полный ток, созданный этой группой электронов, равен

(гь) „= Зе йтг,. (8.14)

Ю7

Суммврнют вноднмй ток определялся ннтегрироеевием 0814) с учетом

условия нападения электронов нэ анод;

г

— '>еУ„, (8.15)

2

гт У, — напр»жение нв аноде, создающее тормозящее электрическое поле

дл» эмитированных электронов.

В результате имеем

(еУ

1,=ус ( г,бхм=(,МЯ вЂ” г),

~,,47)

2 Рь

(8.16)

8.14. Тер жезл ектроян ые катоды

Конструти елые особенности и еслееиые лорлчетрьг терыокот'""эе

1"срмоэлехгронные нвтоды находят в пасто«щее врем» широкое применение

пге Д вЂ” полный ток змнссни электронов е эюпируюпзей поверхности. Зависимость (8.16) прелспвнмет вельт-емперную кэрвктсрнсгику(ВАХ)юкуумнопэ диода доя режиме ньчвльнык тоюв. Кек следует из (8.16), прн ТР О»наднмй так продолжает сстэветься ненулевым при сколь угояно бельнпш трицательных неоРюкенилх Уе ВА)С пестРсеннУю пРн отРиц»тельник внолных напряжениях для режима нэчел ьных юков, обычна м азы веют «ризой зэде рики.

Потроеннэв в координатах 18 1 — У, «ривэя задержки согласно (8.16) представляет прямую (рис. 8.6); )б-з.= — У,. 1 5040

(8.!7)

При экспериментальном изучении эмиссионных явлений согласование херекгере «ривых задержки с(8.17) используется как критерий соответствия рясп(жлеления эмитировэнвьпг электронов по 1«1. скарост«м распределению Максвелл». Па наклону экспериментвльно измеренюй вези»имое~и 1, = Г(У,). построенной в коордннвтвх 18 ( — Ув опРеДел»ют Т, знвчение котоРой в Г,,зг этом случае называют электронной температурой, Знеченне электронной температуры цри «орректном ее определении Юы многих используемых на ирекгике эмиттерэв элысгроноа должно быль близким к температуре эмиттере.

Рз .Зд Поэтому в юх случеях, котле прямой оптический контакт е вы«пером затруднителен из-зв юкрьпой «онструкции электровэкуумного прибора, тмерение электронной температуры «вляется эф-

фективным средством оценки Реельной температуры змитгерз.

Распознанный текст из изображения:

дл л «троим т)ювекуумных и газоразрядных приборах, при осуществ»енин ряда технологических операций [например, электронно-лучевой сварки и электронно-лучевой обработки поверхности материалов), а также в термоэмиссионных преобразователях тепловой энергии в зле«трическую. Несмотря на рюличие конструктивных модификапий, можно вылепить две основные,по которым принцилиа»ьно различаются катоды В первой иэннх нагрев катода до необходимой щмпературы осуществляется пропусканием тока непосредственно через эмитирующий электроны элемент [катоды прямого накала), «о второй — ныреватсльный и эмитирующий элементы электрически изолированы друг от друга[«»толы «ос еннога накала). Для каракгеристики катодов используются следующие параметры.

— рабоче» температура Тз е [под Тз,з обычно понимают максимальную температуру эмитнрующсй поверхности. при которой катод может работать втечение длительного времени),

— платность тока эмиссии), [А)см»1 при Там,

— удельная мощность Р = Р)5 [Вт)см з), где Р— мощность. потребляема» в псин накала при Тзю; Я- площадь эмитнрующей поверхности,

— эффективность не)РРУ [мд)йт).

Материалы, используемые дла термокатодов, должны обладать следующими качествами:

— высокой температурой нлавлсния, допускающей такие значения Тз,ь, при которых д ютигвется необходимая)н

— низкой скоростью испарени» материала, определ»юшсй длительность работы катода и степень его зощейс ня на »соедин» электроды;

— достаточной механической прочностью

Калзодм из чнстьзх мещюыое. В «ачестве катодов испопьзуютсн тугоплавкне металлы, обычно приьзеняемые при производстве ЭВП [%, Ке, Тн Мз, Мо). С учетом зребоваиий, сформулированных выше, а также стоимости изготовления, чаще других используется %. Катоды нз % обычно имеют прамонакальную конструкцию и используются главным образом в мощных ЭВП, рвбозающ х при о р юролзх [десятки и бо. леекВ).ПриТ ьн2бООК),м)ЛА)смз, Рми80Вт)см и Ннб,бмА)Вт. Срок службы ишода т определлщся уменыпением диаметра вольфрамовой проволоки зс»едствнс испарения и связанным с ннм снижением )н При снижении), на 10 % срок службы при Т с = 2600 К оценивается примерна в )ВУ)О ч. Достоинством вольфрамового «атода является устойчивость его па шношению к воздействию на эмитируюшую поверхность ионов с высокой энергией и веществ, десорбируемых с соседних электродов пол лсйствием электронной бомбардировки. Важным условием для устойчивой и ллитель. ной рабаты вольфрамшюга катода »вляется подяержание соответствующего вакуума в рабочем объеме. Прн Р 10 ' мм рт.ст, происходит окисление %

1ОВ сом с мржащнмс» в ощъточных

ных газах кислородом, и вслелшвие высокой испаРяеи »а: ости окислов вольфрам

ама резко возрастает скорость испарения матерна. "з «атола, что приводит к сокращению срока службы. Не е«оторые примеры коне

конструкции %-к»тола показаны на рне. 8.7. Катал в виде л де проволоки «руглого с

о лежни» [рис. 8.7а) лополюуетс» в мекотармх спезиальных иглах ЭВП [например, в ватчиках лавления вакуумнык систем)

са енность «онструхции— проволоки при нагревании, В тех случаях, когда требуются большие таки .миссии, может применатьсл катод, конструкция которого приведена на Рис. 8.7б. увеличение эмитируюшей поверхности ластнгаетса использованием сетки нз %-проволок, сформированной в виде цилинде. Ток накала пропускается меж»У верхней н нижней частями. Особой проблемой при конструировании таких катодов яалаетс» его фор-

аустойчнвость при нагревании, щшаема» подбором углов, пол которыми проволоки закреплжот. а) б) ся относительно друг друга в сет-

Р .«7

торлре»аннмй еаеьфрожеаьгй»»щей модифицированным вариантом % катода, обеспечивающим значительное повышение эффекгнвнощн, валяется торироввнный вольфрамовый пагод. При его изготовлении к вольф. р новому порошку до его прессовки, сне«анна и последующего получения проволоки добавл»сто» нсбольшса[-1 %) количество ТИОэ В процессе тер.

овакуумной обработки в ЭВП проиаюдит восстановление ТИ, «старый лнффунднрует к эмнтирующей поверхности и образует на ней пленку, близкую к моно»тамной [юлшиной в одни атомный слой) Роль пленки заключается в снижении работы выходе электрона с поверхности %.

Теория, объясншощаз этот эффевт, »и»раме предложена Ленгмюром. При аисорбции на металлической пощрхности иекоюрых типов атомов, поевниал ионизации которых блиюк к высоте потенцнальнога барьера на ~узнице металла с вакуумом, адсорбврованные атомы образуют липоли. подожительиые полюса «оторых »бран)сны наружу [рис. 88) В Р:зультате происходит изменение формы пощнцищьного барщра ее [х), вьнванное нщичнем ускоряющего электрического поля с нверяженностью 8 «'УЧВ сгке х, протяженность «старого дримерио равна длине дило»я 1 В агом саучае, «ак следует из[83), потенциальный барьер описывается сл лую~~" соотношениями: жу[«ВП=г)[Р-ей)у)хн ~РР«- йц

18.18)

Распознанный текст из изображения:

111

11О

! !

е»(л>1) = )грцт-»81.

(8.19)

Результирующая крив»» еч'(х), как поназано на ри».8.8, предотаюнет по-

ении»льный барьер, ши-

рина «оторого приблизив тельно равна линейному размеру атома 1, т.е. ооотваляет единицы А. В пилу талой малой ширины барьер не »»лязге» препятствием ллл тгннелирующих через него электронов, а работа выхода прн наличии пленки определяеюл как еэ'( ) Теория Ленгыюра получила многократные экспериментальные подтверждения и являетс» оонавой дл» понимании механизма работы многих эмитшров электронов, включал торированный вольфрамовый «атод.

Длл повышен»» уотойчивоети пленки ЧЪ обычно используют карбидироввние, заключаюше»ея в прогревании %-катода а парах углезодородов и прнюдящее к обр»эоюяию в поверхноопюм алое карбида вольфрама Р/1С. Торированный «врбидироввннмй катод обладает лучшими параметрами,чем %-катод, хотя уступаетпооледнему по отой«пою к воэдейетвию ионов о высшсой энергией и механнчесюй прочности. Блаюдврз меньшей работе выиода юрированного катода оказывветоя возможным понизить ею рабочую температуру да 2000 К, получить при этом платность тока эмиссии /,=1-3 А)омз н павыоить эффективность до 120 мА/Вт при сохранении на прюкием Урони»Удельной мощности накала Рке

Конецзуктивные варианты торироваиного %-катода аналогичны вариантам %-«атола, хотя лри их разработке приходите» учитывать снижением»- каничеокой прочности, вызванное «арбидированием.

Океидиый кавюд. Рвзрабопш и изготовление промышленных образцов океидного «атолл, прикодащиеоя пан»чала 30-х годов, пронзлели революцию в элементной базе радиоэлектроники,обозначив возможноеть резко повыоить параметры ЭВП при олнавремеином онижении их вела и габаритов. В насгоащее время, неомотря на возросший объем выпуекаемых и разрабатываемых полупроводниковых приборов и гюкращение в этой связи выпуска

. ало, омощных ЭВП, оказ ый цатод я его многочишенные модификации

и иизкошнператзрные тормоз итюры продолжают оетаватьсв с»юаня Рытй ра „кн / „- »цельных метюлов (ВабтС»)0, на»военный в виде л „„л„;1!0 50ьшм намешлличеок)юподлож«У и»%или)В ВВИДО „о Л(ЕЛОЧНО-ЮМЕЛЬНЫХ Мвт»ЛЛОВ НвуеюйЧИВЫ В ОбЫЧ- иы . „ „ „ „ лн , меняя иепальзуют карбонаты (Вайгса)001 о последующей умной обРвботкой в процееее нагого пензы ЭВП.

Мелвин раб м оксндного катода и малые значени» работы выхала (ыэ =! 5 (Л В дрн таьшервтуре т= 1000 К) обусловлены тем, чю он яазлег„» д,,1дудр,э»оды»ком, при ем значительную роль в онижеаин цэ играет избыточный барий на змитируюп(ей поверхности. возникыощий при термичесном р»зложении окислов и их взаимодейотвии с приеалкамн к метвлличеокой подла«к». Облалаи наилучшими среди других термокатодов параметрами, океидный нато» в то же время оказывютол наиболее сильна подшрженным неблагоприятным козле»агниям — прежде всего отравлению остаточяыми газами и лошком десорбированных зыряз. пений о электродов ЭВП при их электронной бомбардировке за очет хими. чеекого о»взывав«» атомов евободного Ва По этой при»и е в отличие от ка.

одев из чиоплх металлов полный ток змиеоли окон»ного натода не может быть попель»лаан, вследствие чего максимальный отбирюмый с ыпода ток в нееколько раз меньше тока зиновии. Иопальзование »миллионного тока значительна Увеличив»его» при переходе от режима непрерывного озбора тока к имцульоному о длительмоотью импутьоо не белее деолтков мко.

Рабочая температура окоидного ыцода завнеит от уеловий эксплуатации и возраетает по мере их ужесточения от 950 до 1100 К.

М х мелькал плотность отбираемого така также завиоит от уоловий зкснлуатации и может долг»гать 1 А/ом' в непрерывном режиме, а лля имяульсного возраотаег до 1Π— 15 А/емт. Эффективноеть для указанных Режимов еоотавляет гоответщзенмо 0,2 -0,3 н 5 -7 А/Вт.

Окгидные катоды могут шин»вливаться в виде к»водо» прямого и «оовелного накала, однако в наетоюцее время в ЭВП преимушеетвенно иопальзуютоя пооледние. На рио. 8.9 показан один из вари»шов конетрулции катода, предназначенного дл» иопопьзаваниа в элен-

4 тронмо-лучевых приборах и рюечвтаннаго на отби- у раемые токи не более неекольких мА, шледотвие че- 2 / го его лиаметр не превышает неоколькик мм. Очно»ой «онетрукции являегш керамический дичи /, в створ. стии которого закрепляетс» никелевая трубка 2. С верхней отороны коиетрукции на нинелевую трубку надет нинелевый цилиндр 3, торцеваа поверх-нооть „,лорою пакРьпа окоем океила (ВабзС»К). Дна на-

ев»низ «»тода до рабочей температуры иопользу

Распознанный текст из изображения:

гш етая подогреватель грн . 8.10), сод рывший иагревательмый элемент из вольфрама 1, выэодьз 2 и изолирующее покрьпие 3 1А1зОз). Подогреватель вставляется внутрь конструкции и за«репляе ся в ней за счет тр р р в вод к специальным держателям, закрепленным в керамическом лис- 1 ке. Несмотря на очевидную несложность «онструкцин. упрощаюгцуто процесс изготояяени« «агади такого типа в последнее время находят ограниченное применение из-за маеой эффекгианосги эслелс*вне больших теплопотерь и неодинаковога теплового контакта элементов конструкции с керамикой при массоном производстве, что часто приводит к большому раэбросу рабочих температур при номинальном напрякени» накала. Значительно большей экономичностью облэлает, например, конструкция, покаянная на рис 8.11. Основой является держатель ! с продольными прорезямн, снижающими отвод тепла эа счет теплопроводиости от эмитирующей поверхности. Ок*идный слой 2 наносится 4 на попложку, роль «отарой выцопняет горловы поверхность цилиндра 3 Боль шая часть катала рюмешена внутри теплового крана 4, смюкающего теплово излучение, что также способствует повышению эффективности

Вариант конструкции «атода, рассчитанного на отбираемые токи порядка нескольких десятков мА, показан на рис.822 Диаметр эмитирующсй иоэерхнасти, покрыюй слоем оксида 1, составляет 5 — 8 мм; форма этой поверхности часто делает я сферической, по способствует формированию электронного луча. Нагревание осуществляется при помощи спирального подогревателя, витки которого размещены а одной плоскости. Подогреватель размещается э специальной камере 2 под эмитирующей поверхностью. Один из его выводов соединяется с корпусам «атода внутри камеры, а другой выводится наружу Основой всей «онструкции 1 является держатель 3, выполняющий также роль теплового экрана. Повышению экономичности ~акис способствует тепловой экран 4 в нижней часпг держателя.

В целом следует отмецпь, что прн увеличении требуемой величины огбнраемога така плошадь змитирующей поверх«асти возрастает и мажет лосзигать десятков см Форма эмитируюшей поверхности также определщтся щобеннастями ЭВП: в тех случы х, например, когда необхс- Р . а.12 димо сформироэать ленточный электронный поток, по-

верхность должна иметь цилиндрическую форму.

113

Луешищоиериьиме юииедм. Несыстря на высокие эмиссионные паРэметрмоксияных кагалов, ихиспольэаеание в некоторых иглах ЭВП иа. "элкиваетс» на трудности связанные с недостаточной стабильностью при работе в услоэинк ионной бомбарлировкн, с наличием заметного поперечного соп)ютикпензш слоя оксида и достаточно сложмым процессом термова«уумной обработки Праололеть эти трудности в значительной степени удается а метаялапсристык «атодэх, эмигирующая поверхность которых представляет систему цсзО-Ва с постоянным эозобноэлением Ва из источника, сосредоточенного внутри вольФРамовой губки. КонстРукци» катода показана нарна 8.13. Основой его явля- 2 его» молибденоаый цилимдр 1, в верхнюю часть которого запрессоэана или азарян» вольфрамовая губка 2 в виде

1 лиска Губка изготовлена душм пресссвани» из порошка цг с послелующей пропиткой активным веществом, содержащим Ва (ЗйаО'А1зОз 'О, ЗСаО). При нагревании происходят химические реакции, приводящие к образованию свободного Вв, диффундирующего на поверхность и полдержиаыощего ствбюьное состояние системы цг-43- Р„э 15 Ва, т. е. стабильные эмиссиоимые свойства «атода.

Рабсчал температура, необходимая дла реализации указанных процессов, оказыщется на 200-300 выше, чем у оксидных «атодов, и составляет 1300 — 1400 К. При этом плотность стбираемого тока составляет аж«ольке А)смй а прн переходе к импульсному режиму возрастает до 20 — 40 А)смз Значительное распрсшранение пол)милн модификации металлапористых катодов, обозначаемые обычно кщ М-катоды. Их особенностью валяется

скрытие змит1ирующей поверхности пленками редкоземельных элементов Оз или!г микронной толщины При этом за счет дипольного момента при адсорбцниВапроискодитсннжениерауютм выхода, позволяющее добиться снижения рабочей температуры на 80 - !00. Еще больший эффект дает пропитка губки соединением Зс,О, гскандатньге катоды) В последнем случае упьется снести ршличн с оксилным кагалом по рабочей температуре да 100 лри сохранении указанных выше Лостоинстэ метаялопористого катода.

Высокогиеыиерашуриые «ашодм. В тех случаях, когда «атады должны Работать э особо жестких услоаиях (например, в условиях интенсивной ионной бомбардировки илн при дащении остаточных гюов Р>10 мм рт ст.), использощние оксндмсго и металлапаристых «агодов окюываетс» невозможным. В то же врем» применение катодов из чистых металлов создаст проблемм, связанные с их высокой температурой и низкой эффективностью Компромиссные Решенна при конструировании ЭВП и специальнмктехнологнческикустановок могут быть низдены с помощью гак называемых вмсакатемпературнмх эффективных катояов, сочетающих относительно высокую эффективность н вазможность функционирования в жестких услолндх Наиболее Расщ«израненным является катод на основе

Распознанный текст из изображения:

1 14

соединения ТэВО облздэюший низкой работой выхода ю ачет образования мояоатампой пленки 1.а паэмлтируюшей поверхности. При изютовлелии «втода порошок цайе сл я мегэлл к й дл к й, ри

для «отарой служат металлы, слабо взаимодействующие с эмитирую«им веществам (тыкал, молибдел, графит) Известен и другой апоооб изготовления, при к*порам из парашка Сайь прессувпся «вгоды в виде дискац прююугальиых брусков и цилиндров, прикрепляемык затем к керпу катода ыгециальлымн припоями либо в виде пишй и стержней.

Сцоаабноать «атода работать прц давления« да 1О мм рт. От. позваюет

-4

использовать его в резбориых установках и сиатемэх с высоким дввлен»ем остатачиых гаэщ в частнаств, при обработке металлов электронным лу~ом

(сварка, алавлецие. Резка). Катодцые узлы в» ыцове 1.аВь используются для палуче»ия потопа ионов и юредспюм иоиизацаи электронным потоком пповой ареды в апециальных технологических уатацовкзх, а также в элок!раиной микроскопии. Рабочаз температура составляет !700 — !900 К, плотность отбираемога тока достигает лешпков А(см в непрерывном р»- жиме. Наибольшую сложность при создании катодов предотавляет конструирование сисюмы подогрева, элементы ка-

Р"пв(4 торой нередко изготавливаются из графита. Едя снижении

теппопатерь прямецяют ряд тепловых экранов. Часто для повышеци» эффективно«и преяпочцтэют использовать прямо»екель»ую конструкцию (рис. 8.14).

82. Ацтоэлектроппаа эммсспц п ацтоэлектрпыные катоды

8.2.1. Творе» автоэлекгронцой эмиссии

Автоэлектроннай (полевой) эмиссией обычна называют эмиссию электронов из твердого тела пал действием снльиога электрического поня (с нзпряжеипостью 6 = 104-10 В!см), Прииимы, чта электрическое нале действует »» всем протяжении от «нада до катода, форма патеициальцога барьера мажет быль определена яа основании (8.18). В результате звэиаимасть 49(х) представляет кривую а мыгаимумом, квк показано пв рис.8.15. Таким образом, наличие пыя 6 ведет ив только к к снижению ега шприцы, вследствие чего

(х)

снижению высоты барьера, пои

115

(8.20)

йу

Далае, интегрируя (8.20) по воем понолапельиым значениям р, и учиты.

ва» прозрачность бврыра В (Е, 6 ) в ваправлеиии х, получим.

у = (Ф«В(Е,»)йр (( (8.21)

4Т

Расчет по (821) приводит к аоотношецию, известному аад названием уравнения Фаулора- Нордгейма:

1 =В» ехр~ — !.

з ( С)

(8 22)

'( е)'

где В и С вЂ” паев«алые, эаввсяшие ш работы выходя эмитюра электро»оп

Поатроеиюю в координатах 18 С»6~ ) — Иц уравнение (822) прел атавляет прамую линию (рца.8.16). При экшеримептальиом изучении эмиасиапиых явлемий 18 — '

ь

указанные «юрдююты часта вс!тальзуютш лля

апреаелецив механизма эмиссии на основании

имеющихся экспериментальных связей 1, и 6.

Расположение экшюриме«тельных точек в зиле

прямой линии указы!лет на преобладание авто!к эле гусиной змие «»

Следует оп»етить, что иарялу а аатозлектрсилай эмиссией мажет существовать и термс-

Уле «14

Заз — гцольиога перехода элекцюпав в вакуу ! Ф,еш,д азцикает ве окпюсгь П

на, что упмельвые пер""

;-"оды мшут асуществлятьа» с любых энергетических Ура

Ровней, и в первую ач

гадь с уровней Е Ег, т е. автоэлектроииал эмисСая в лрииципе возЫаягв» ПР

<льтозлентро»лой эмиссии была предложена в

первые теория

!928 1929 грвулерам и нардгеймом В аспева этой теоРии лежи соотношение ачпшча В(Е,8) пшенциальиого баРьеРа 4»(х). полученца „цбшшмииого кввзиклассическою Решелия уравпеюш ое на аамове прп

Шредпкшр,( дв ц -Кр™р--Бр зва) Поаледоют ио

ц тока автоэлезтроплой эмиссии), текля же, как и для терасчета плопвюти

моэм»сали (см, 8.1.2), Вмпелпв в прямоугольной сисюме «оорлицат еди«ичяую э чошую поверхность, юж лак«ало ва рио.8.4, а помощью (8 б) ц (8 7) пкй(ем плопюсгь тока электронов, прохолялпш через эту площытку я стар ц), лавуума и имеющих импульсы в диапюоне р„-(р,т- цр„)

Распознанный текст из изображения:

116 знектраинак, причем посяедняя мажет быль усилена за счот снижения работы выхода. Вклад термаэмисаии в общий эмиссионный ток юзрастает с увеличением Т и при комнатных температурах может достигать 10 %. 8.2.2. Автаэлектронная эмиссия нз метал»ов н нааупровадниксв

1 Д«я создания уа»свай, пр» «отарых возникает авюэлек- Л тронная эмиссия (Еэ)0 В)ам), обычно применяетая аистема

а г з«ектродов с ба»ьшой щепенью геометрической неоднородности на эмитшре, 'по обеспечивает высокую концентрацию электрического пая» нв эмитнруюшей поверхности прн сравнительно невысоких приложенных к электродам напряжениях. Типичной яшяется аиатема а плоским анодам 1 и «атодам 2 в виде остри» Ожтрийный катод), радиус закругления котарага составляет десятые доки мкм (рис.8.17). П»отпасть тока с металлических «атодов мажет достигать 1Π— 1О А)см (теорепшеаки рас-

с считанное предельное значение соатаюшет 10 А)ам ), однако юнавнмм ус.

е ковием дяя получения стабильной и долговременной эмиссии является давление аататочимх газов,не превышмощее 10 — 10 мм рт. ат При «уд-

-8 -Я шен вакууме происходит быстрое загрязнение эмитируюшей поверхности адсарбируемьпаи на ней молекулами остаточных газов, что ведет в целом к резка выраженной нестабильности и уменьшению эмиссионного тока

Характерной особенностью автоэвектронной эмиссии из мета»»ав являетс» значите»ьис более узкое энергегичеакое распреде»ение эмитированных электронов. чем при термоэмнссии. Это обусловлено тем, что в авто электронной эмиссии принимают участие толька те электроны, энерпш которых яежит в непосредственной б»изссти к Ег (см, рис, 8.!5). Снижению ширины энергетического рвспреде»ения апосабствует танке специальное окпюкдение эмнтюра

Вначитщьный практический интерес представ»яств»таз»а«цынка» эмиссия из полупроводников, поверхноать коюрых «уже„ чем металлы, адсарбирует атомы остаточных газов, вс»едетвие чею требования к вакууму дня ло. »учения стабильной эмиссии менее жесткие. В та же время предепьные зна-

чения), у попупроводников существенно Е, нике. Ряд других саобениостей эмиасии нз полупроводников вытекает из энергетичеакай диаграммы твердое теловапуум, покаэамиай на рис. 8,18. ЧвотнчеФ нсе проникновение электрического полю вглубь поаупроводника способствует образованию приповеркностной области, Р . 8.18 обогащенной э»ектронамк. откуда и

происходит в основном автозлектроннэя

117 эмисаня. Однако в отличие от металла концентрация электронов здесь значите»ьна ниже, и при бапыпих 6 скорость возабноввения эмитированных электрона, приходящими из глубинных слоев поаупроводннхь, сказы. настая недостаточной. В результате вшникаот плато" на первоначально прямолинейной зависимости !80,/е )-Пб (риа.8.19). Дальнейшее увеличение 6 ведет к интенаивному лавинному рээмножению электро»авва счет движениа в приповерхностном свае пояуправодниш и резкому возрватанию чака Указанные процессы 18 —, обладают высокой температурной и (гпючувствитеяьнаатью, чта аоатветствует аналогичной чувствнтевьнаоти «риной, показанной на рис. 869. Квк а«сдует нз риа. 8 18. в автоэпектронной ам»сани помимо эиекгронов эоны проводимости могут принимать участие эяектраны 18 за»ситной зоны, что приводит к значительному р .вдв рааширенню эиергетнчесюжо распреде»енн» электронов. В тех свучшх, «огда неабкодимо избежать такого рааширеиия, применяются паяупрсвадиикир-типа

8.2З. Автаэиенгронные катоды

Простейший автоэяектронкый катод изготввхивштс» в виде оатрия с очень малым радиусом закругления (см. риа. 8.17). В резупьтате оказыюшся возможным получить бояыпие)', однаю ваяедатвие малой эмитирующей поверхности ток ам«аоки 1, не превышает неакокькпх мкА. Тем не менее такой «атон, отличающийся от термоэпектрэннога низкой температурой, уз«им энергетическим раапреде»синем и яввяющийся по существу точечным источником электронов, находит применение в злешронной микроскопии. В «ачеатвемшериаяов двя катодов используют тугаи»авкие мета»«ы (Вг, Ве, Та, Ьш, Мо), бориды, карбиды и ингриды метан«он (ТгС, 2«Н, !.аВа), обладающих повышенной стойкостью к катоднаму распылению при ионной бомбардировке, а также по»управадкнки (С, 81). В шх еяучаак, «агда требуются большие (н используют матричные катоды,содержащие распопсженное иа общей подложке большое количество аатрий.

Нанбсяынее внимание в иаатаящеа врем« прка»с«мат автоэпектраииые катоды в свези с рювнтием вакуумной микроэлектроники и разработкой вакуумных а«тинных з»енентов. На риа. 820 папазяна чаать струптуры

4

Рнс. 8»0

Распознанный текст из изображения:

!1Э

такого элемен в, аолержеща» подложку ! )80, диэлектричаокий слоя г 18гОт), ытрия )Мо) 3 и металлическую пленку (Мо) 4. к которой приклацы. ваетс» напряжение для получения вешало»тронной эмиссии Платность

7 -з

раоцаложениа аатрий составляет -10 ам, минимальны» диаметр ставр. «тня в пленке — 0,5 мм. При приложенн» к пленке напражени» 10 В доатигается средняя па матрице плотность тока -1 »А]сыт Решетка плащааью 1 мм' обеспечивает так приблизительна 100 мд. Металлическая планка может играть роль управляющего электрода ! в трыдной снег теме, где огбнраемый с катода 2 ток в основном поступает на анод 3 !рис. 8.21).

!!о

лическай решет ая Указанные три группы образуют даататочно пгиракое энергетическое распределение (рис. 8.22). причем основная максимум, абразаланный истинно вторичнымн электронами, лепите диапазоне энергия 1 — а эВ. Чнсло электронов с энергиями, превышающими 50 эВ, незначительна и не превышает несколькнк процентов по отношению ко всем вторичным злектршмм.

8.3. Вторкчыан здектроннви эмиссия

8.3.1, Механизм возинкновевня вторичной электронной эмиссии

Вторичная элеюраннай эмнсснеб (ВЭЭ) незмвают непускание телом (мишенью] электронов под возледствием падающего иа ега поверхность патака электронов. Те электроны, «старые бомбардируют поверхноатьмишени, называются первичными н аоздают первичный ток !р. Электроны, выходящие из мишени под действием электронной бомбардировки, называютс» вторичными и создают вторичный так 1р Основной величинах, харакюрнзующей ВЭЭ, «вляется коэффицныт а, определяемый как

а=),П (8.23)

Для вторичной эмиссии характерным являеюл существование порогового значения энергия ыервичних электронов, составляющее!0-15 эВ. При »нерпам, меньших указанных, вторична» эмиссия практически атсутатвует.

Поток вторичных злектроноа состоит из трех групп. Первую и самую многочисленную составляют электроны, нюывюмые ноткино вторичными. Они образуются в резулыате проникновения первичных электронов не некоторую глубину в мишень н передачи энергии ыекгронам мишени при взаимодействии с кристаллической решеткой. В там случае, если возбужденные электроны мишени вследствие хаотического перемещения по обьему окюыввются у поверхности и обледают достаточной энергией, они выхоюп в вакуум. Две другие группы со моэт из первичных электронов. Одна из них возникает иэ-за упругого отражения ат поверхности мишени, т. е. ик энергия равна энергии пацыощих электронов Ер. Другая грунин щплыа проникающими в объем мишени электронами. которые затем выходат из мишени после энергетических потерь в результате юаимодейщви» о кристал-

Р» .Вдэ

Одной из основных карактериьтик ВЭЭ, часто используемых ллл различных материыов, является зависимость коэффициента ВЭЭ ст энергии первичных электронов Е„имеющал влд кривой а максимумом (рис. 8.23) Максимальные значени» а зависят от материала мишени и могут принимать змачения

от депжых дОлей до нескольких Лесятков, а

соатветатвующие значения Ер — сатин эВ,

Возникновение мысимума в зависимости

а рДЕ ) се»вана с ауществсваиием двух кан«урирующик процессов. Первый обусловлен

Р с.8ЛЗ

увеличением вероятности ионн»аппп атомов

мишени а ритам Ер, а другой — увеличением глубины проникновения первичных электронов. Прн улеличении Е

р аначала пресбладаег первый процесс, »едуший к увеличению с, а при больших Е за очет возрастание энергег потер р д озбужде»- ных электронов с большой глубины о педют.

ЕЗ.2. Эффективные змязтеры вторвчньщ электронов

Вапроаы практического иапальзоааннл ВЭЭ сипаны прежде всего с вазможноатыо усилены слабых таков при помощи мишеней с о > 1 (например, в фотоэлектронных умнонителях и некоторых типах передающих телевизионных трубок). Применение дла этой цели мишеней ю металла нецелесообразно из-за высоких потерь возбужденных алек!ранов прв выхоле благодаря преабллканию взаимодействий о злектронвмн проводимоати мишени. Для полупроводников из-за меньшей концентрации эыктранов такой аид па. терь практически атсуютвует, однако важную роль играют потери эа счет ударной ианыации. При этом сущеатвенным лвляетая соотношение между

Распознанный текст из изображения:

ыо

энергией элыпранного р дшве у и шириной запрещенной зоны ПЕ (рис. 8.24 а и 6). Когда 2 > Е,, возбужденные на уровни выше Е, электроны теряют аваю энергию за ачет взаимодействия с электронами вален най зоны, т.е. тратят энергию на ударггую ианиюцию. При условии 2 < Лбя, как

слелует из риа. 8.24 б, вераятнаап та«ик потерь резка снижаетсв. так как для напитан»и большинство возбужаенных электраигш не облалзе дгютвточной энергией Таким образам, наиболее лодхолащими Лля эффективных вторичных эмиттеров являютсл широказонные полупроводники с малыми 2.

В качестве эффективных эмиттерав широко налользуютал соединения щелочных металлов и 58, щелочно-галоилные аоединения, пленки окиспОв на металлической подложке, смеси порошков Яг, Ке, М«О, ВеО. Эффективным змиггером вто рячиых элактровов я»нас сл тише ак-

Е,

О)

б) щ

сидный кщод, ыо обусловливает его ис-

пользование в некоторых типах ЭВП лиа-

пюана СВК

8.32. Подавление вторичной эмисси»

Помимо попажительных эффектов, достигаемых в ЭВП с помощью вторичной эмиссии, в ряде алучаев ее аущеатвование оказывает негативное воздействие на работу ЭВП. Так. в частноши, поток «таричньщ злеитронав, образующийся при бомбардировке первичными злекцюнамиодного из элеитродав ЭВП и попадающий на другие электролы, может вызвать заметные изменения в результирующем распрелелении юков мшклу электродами н, следовательно, значнтельнью искажения характеристик и параметров ЭВП. Длв подавления эффектов, связанных со вторичной эмиссией, всполюуются два способа. Один из ник заключается в применении специальнык пакрышй, назывымых антидинатрлиными. Материалам длв таких покрьпнй служат, «аи правила, вашества, обладающие низкими значениями о, а длв создания покрытия применяют текналогические приемы, при «оторых обеспечивается высокщ шероховатость поверхности. Эффективность применение шероховатого анпшннатраннсга покрытия поасняетая рис.8 25, где сравни»ветс»

121 выход вторичных электронов а шероховатой и гладкой поверхмостей. Как видно, в первом случае вторичные электроны при выходе с бомбардируемой поверхности должны претерпевать мноюкратны«взаимодействия с материалом покрыли» Учитывае, что энергия падавлающей чватн вторичных электронов не превышает несколькоэВ н не даатигает по)юга возникновения вторичной эмиссии, каждое дополнительное взаимодействие а покрытием при вьпюде вторичных электронов приводит к резкому анижению резупьтирующега патака вышедших электронов. В качестве материалов длимпидинатрониых пакрьпий широко применяется углерод в виде лирографить, сажи или аквадага (для шероховатого поирытиао „ = 0,5). Благалвря низким значениям о , находят применение также карбиды,бариды и снлицилы некоторых металлов (Т)С, ТзВз, Хгб)т, Т18(з), а также пленки иа основе акиои хрома.

Второй способ подавленна эффекта вторичной эьгиссии сводится к изменению конструкций электродов ЭВП а цевью создания дополнительных препятатвий потоку вторичных электронов. Типичным примерам яввяется вве. денис ющитнога электрода а нулевым потенциалом между анодом н второй сеткой в тетраде. Электро»лыс лампы с валютным эиекгродам, выполненным в видео«тки, назывзютая пентодами. Роль защитного электрола(сетки) сводню» к таму, что вблизи баму,

) барлируемого анода возникает тормозящее электрическое лале, пре. пятствуюшее переходу вторичных б электронов на другие электроды. В Ряде а»укаев )зня анижения потока г, вторичных электрона» бомбардируемый электрод снабжается реб- О) рами (рис. 8.26 О) или депаешя в ви- ги . 8.24 де полощи (рис 826 6). 8.4. Фотоэдектроцнид эынсаин. Эффецтынные

фоток«годы

8.4.1. Внешний фатаэффеит. Ос«свище э«камы

Испускание эыктронов из твердых нли жидких тел пол дейатвием электромагнитного излучения принята называть фотоэлектронной эмиссией ипи внешним фотаэффектам. Впервые это «василе была обнаружено Герцем в 1887 голу. Блапздаря наследованием, проведенным в конце Х1Х и в начале ХХ столетия, были усыпавшим основные закономерности дл» вншпнего фотоэффеита, находящие обьюнения на основе электронной теории тверлого тела и квантовой тырин излучения. Если мощиоать монохрсматическога излучения с частотой ч и длиной волны 1 обозначить как Р (шу величину

о) б)

Распознанный текст из изображения:

пз

гзз

(8.27)

б)

л)

Рва, В.Щ

принвто называть лучистым ишакам), та число фотонов, падаюши» яа

поверхность за 1 а, равно

Г

М= —,

Ьн '

(8.24)

гд» Ь вЂ” постоянны Планка.

Кюкдый фотон взаимодействует с электронами твердого тела независяма ст других фотонов, и сущеатвует ареднлл вершпиоать !' того, чта при этом взаимадейатвин произойдет эмиссия адноп! электроне. Общее число вико. длших электронов будет равна л = УРЬ а так 1е, образуемый вышедгпими электронами, равен ел. Величина

л

У=—

Ж

(8.25) носят название квамтового выхода фатоэмисаии.

Подставлял (8.25) в (8 24) и вырюкая и через 14, получим

14 =У вЂ” 'Г, (8.26)

Ьч

т.е. фатоток 14 прямо пропорционален Г при условии, что н = сспм. В случае неманохроматическога юлучения фагота« апрады«ется ауммированием его компонент по всем спмпральным составляющим, вследствиечегасохраняеюя линейная связь 1е с мощностью излучени» при неизменном спектральном состеэе (шкап Столетош).

В 5905 голу Эйнштейн показал, что ммганмальнае энергия, с каюрой электроны могут выходить из вы«егер«равна

Еж =Ьч-егрб,

где ече — фотоэлектронная работа выхода, «старея оавпадает с тор. моэлектрониой работой вьшсда лля мешнлав и отличастса от нее ли» попупроводников.

Саглаано (8.27) при Е =0 ч = че = «РЕЬ. Частота не или настает ствующва ей дание волны Хе= сдч определяет ллинновалновую (красную) граяипу фотоэффекта. При Х э Ха иви ч с ю фотатск 14 отауютвует

8.4.2.Фотоэлектронная эмнссив металлов и »жгу»рова»ни«ов

Так как грею«вы видимого спектра излучения соответствуют длинам воли )=380-780 нм, т.е. энергнам фшонов )па= 3 25-),б эВ,можно заключип, что да» металлов с рвботеми выхода ерб>3,25 зВ кршная граница фотоэффекта лежит зв пределами видимой облает«спектра в улшрафиолетовом диапазоне Х с 380 нм. Лишь немиопзе металлы (напр«мер, шелочные и нексторыс щелочноземельные), «мея значение «рр < 3,25 эВ, обнаруживают фотаэффекг в видимой части спевтр».

Одной ю важнейюих харакюристик фотозмиссии, определяющей аванс!за эффективных фотокатодав, »ел»стаи апмпраеьнае хэракгаристика «вантового «млада У=У(дч). При »«=дне ва взаимодейсплеш с фатомами, приводящими к фотоэлектронной эмиссии, прииимают участие толька те эпектроны, энергии «оторых лежат вблиз» Ег(см. рис.8.3). Срамотам 1« чиало взаимодействующих с фотонами эле«тронов возрастает, валедсгвие чего величина У должна монотонно увеличиваться. Значительную роль в определении характера зависимости Уну(»ч) играют оптические характеристики метюша, а именна — апоаобиоегь к оптическому поглощению. При достаточно большом оптичеаком поглощении взаимодействие электронов с фотонами происходит в припаверхнютяам слое металла, а с уменьшением поглощения взаимодействие прашкшт в более гяубокнк алаях, чю сопряжено с ростам знергьчнчеаклх потерь при перемещении электронов к поверхности.

С учетом тога, что ил»мета«поз аптичеакое папющение с ростом рп гидшт, зависимость у

У= У(дн) приобретает вил кривой е максимумом,

лежащим в балыиинотве случаев в диапазоне

ультрафиолетового (УФ) из«ученья (риа. 8.27).

В отличие ат металлов работа вьшода фатоэлекьн ~ранов из полупроводника е»4 не совпадает а тер- Ьм

моэлектроннай рабоюй выхода ер. Поскольку ос- Р .«ди навнай вклад в фатоэлеюраиную эмиссию вносят

электроны, возбужденные с уровней защитной зоны, а возбуждение электронов с прнмесных уровней и уровней проводимости лишь незначительна изменяет харакюристики фотоэффекта,то е|рб шсчитывается от потолка вв-

Распознанный текст из изображения:

125

лентнсй зоны Я„до уровня вакуума Ео ?рис.8.28).

Изменение типа примесей, ле ирующих пслулр водник, не оказывает влияние на ирр но существенно изменяет иэ, т.е, приводит к изменению саотношемня межпу тсками фотоэлектронной и термсзлектроиной эми нй геЯо Так, в частности, при преобладании акцепторной примеси это отношение будет выше, чем при наличии домсрной примеси, что обусловливает преимущественное использование полупроводников р-типа в качестве зффективмых фстокатсдов.

Спектральные характеристики квантового выхода полупроводников У=?Тйз) имеют вил «ривых с максимумом, обусловленным теми же причина. ми, что и у металлов. Однвко максимум может располагаться квк в диапазоне УФ-»злучения,твк н в диапазоне вццимсго и инфракрасного (ИК) излучения. Это связано с тем, что у полупроводников преобладщт иней вид энергетических потерь возбужденных элекгроноа, чем у металлов, обусловленный взаимодействием о фононами. Дпя полупроводников такаю имеегсв возможность более широких вариаций оптических свойств изменением состава, структуры и типа легирующих прямесей.

8.4.3. Эффюкгявные фото«вгоды

Фотонатслы предсташшют собой тонкие пленки с большой поверхностью, вносимые на сгекняниые или металлические пслложкн. На рис. 8.29

ОВ 3

Фстпаюд

В

ююл

б)

а)

покщвны варианты расположения фотокатода, направления потока электромагнитного излучения и оснавнме направления вылета фотоэлектронов. Часть сбслочяи ЭВП, через которую проходит поток излучения перед попаданием ив фотакаюд, назывветсх вхолным окном. Фатокатолы, наносимые непосредственно на входмое окна (рис. 8.29 о), назывыотсв полупрозрачным».

Важне?плей характеристикой «втада яви»ется рассмотренная спектральна» характернспгка квантового выхода П?ю). Спектральные аюйства фотсквтода характеризуются также при помощи другой величины — спектральной чувстеиюльнасти Яь, определяемой как отношение фоютока 1е к мащност» падающего на фотонатол мснахроматическсго излучения И

Яь = -й [и А) Вт.

1

18.28)

р

При помощи иесложмых преобразований можно установить свюь Я ц 1"

14

л йз Яс 1

?' = — = -К- = Яь — = Ял — .

Дг Г е ег

йт

Свойства фотоквтода частс характерщуются с помощью параметр» Я. называемого световой чувствительностью и определяемого как

Я=-'~.,

(8.30)

р

где падающий на фотокатсд поток излучения мощностью Р ?световой поток) явлщтс» немонсхрсмвтическим и оцениваемым по световому ощущению. Световой исток измеряется в люмеиех 1лм) и определяется из соотна. шенив

18.29)

22

Ры = ббг ) Р(Л)Я?Л)ЯЛ.

18.31)

л,

где Р(Л) — спектральная характеристика эталонного источника излучении с температурой вольфрьмовсй нити 2850 К; 1(Л) — уровень сщтавого ощущения, возникающего в результате действия на глаз монохроматическсго излучения различных длин воли при одинаковой мошмости; гг и 12 — харотковслнсввв и длинисволнонаа границы в»димою спе«тра. равные соответственно 380 и 780 нм.

При созлании фстскатодов для УФ-диапазона (Л < 380 мм) приходитсе в первую очередь учитывать хвракшристики пропускания входного окна и использовать Лл» изготовления окон специальные сорта стекол илн другие материалы — кварц, сапфир, флюсрит магии» или лития. В качестве матерна. лов для фотокатодсв применяются соединения цезин (Сззуе), рубидие 1ВЬ2Те), магния (МЯРТ, макс»мазаный «вантовый выход «вторых дощигает 02-0,25.

При разработке ЭВП, предназначенных лля исследований в области УФ-диапазона, «вжным яеляеюя применение фотскатодсв, не реагирующих на солнечное излучение (солнечно-слепые фстокатоды) Такие кщоды реагируют на излучения с длинвмн волн менее 300 нм.

В видимой части спектра в большинстве случаев испсльзуюю» фгцокатоды на основе соединений сурьмы с одним или несколькими щелочнымн ме. галлами. Наибольшю распрощрвнение получил сурьм«но-цезиевый катод (ЯЬСзз), впервые разработанный в середние 30-х голов. Длиннаволновал граница фстоэффекш сурьм»на.цезяевых «атодов сосшвлает ?с=020-700 мм, максимальный каюповмй выход достигает 0 М при Л = 420 -450 мм. интегральнае чувствительность в среднем равна 40 — 80 мкАглм. С середины

Распознанный текст из изображения:

126 70-х !сдав большое распроатранение получили многощелочные (ЗЬ-К-На-Сз) катоды, обладающие большей чу стаи ельнаотью в области малых 1 н знач тельно меньшими токами термоэмиасии

Интенсивное использование ИК-диапюана и разработка предназначен ных дла зтога диапазона ЭВП (в приборах ночного видения, для оптической связи) приводит к «еобхадимаати создания эффективна рабатающик в этом диавазане фотскатолав. Основу дла таких катодов пр дстююяп многощелочные структуры, обладающие продленной в ИК-обивать опектральной характеристикой Спектральна» чуватвительношь при ! = 750 нм составляю 1Π— 20 мА)Вт, красваи граница !с не превышает 1 мкм. Единственным фотакатодам двя использования в диапазоне 1 > ! мкм являетоа кислородно серебряно-цезиевый (АВ-О-СИ, разработанный в !530 году. Максимум в длинноаолновой чаати спектраль характериатики лежит вблизи 1 = 800 мм н соопэьтатвует 52 «2 — 3 мА(Вт. 8.5 Управление элеюгронным потоком в электровпкууыпьщ

прпборлх с термоквтолвмн

8,5.1. Проюжденне тока в вакуумном диоде «жал Анод Рассмотрим вакуумный диод, об. разованный двумя параллельнымя плоскастами (рис. 8.30 а), одна из которых выполняет роль катода, а друя а) тая — роль коллектора электронов (аноде). Примем, что пратяженноать как «агава, так и анода бесконечно велика, т, е, пренебражем краевмми накюкеннями элегпричеакощ поля и между электродами. Для апрелевениа ио) закономерностей прохождения тока О

в диоде существенным является рас. и>о ~ 3 пределение потенциала в междузлектроднам пространстве. В том случае. ! «огда катод ие натрет, а к аноду прилажено напра«гение и„> О, рэапределение потенциала имеет линейный харакюр и описывается прямой! иа Р . 8.30 рис. 8.30 б. При увеличении темпе-

ратуры катода Т возрастает герма эмиюия и растет число элентронав, попадающих на анод. Вместе с тем увеличиваетоа образуемый ими отрицательный проотраватвеиный заряд в мехгдуэлектралном промежупге, чта омещаег в облаать более отрицательнык

значений л пе циалы всех точек с координатами х, эа иаключением «еюда (х = О) и анода (х = П). Наибольшие изменения в раапределенни патенцивча будут существають вблизи катала, где скорость движения электронов наименьшая, а потому пло ность пространственного зарева р наибольшая. Кривая, описывающая )шспределение потенциала при нагретом катоде, паказана на риа. 8.30 б пад номерам 2. Па мере дальнейшего нагревания катода д увеличения числаэмитируемых электронов влияние пространственного заряда станет столь большим. чта вблюи «атода возникает потенциюьный барьер (кривая 3). При увеличении Т после возникновения барьера режим рабстм диода измышется, так кэк до аноде смогут пойти не все эмитированные электроны, а лишь часть из них, апособных благодер начавьной акарости и аз«ванной с ией начальной кинепшеаюй энергии преодолеть патенциапьный барьер.

Режим работы диоде. при котором перед катодам отаутствует патендиюьиый барьер и все эмитированные электроны оказываются в области уакоряющега электрического поля, назывэетоя рюнимом нааыщения. Очевидна, по лрн этом анадный шк 1, равен току эмиссии к«юда 1, и зависит от Т в соэтветатвии с (8.10). При возникновении потенциального барьера наатупэет переход к режиму ограничения тока проатранатвеиным зарядом (более «рат«а — к режиму пространатвенного зарява). В этом

режиме роет числа эмитированных электронов сспровождеетсх возрастанием высоты патшшиельного барьера за ачет ираатранотвенного заряда,

вследствие чего ири увеличении тамперат)ры ток

анода юменяешя незначительно (анэба увеличнваетса). Диапазон распределений патеншиоюв, аоатветотвуюпщй режиму пространа*венного заряда,

выделен ва рис. 8.30 б пприхавкой. Зависимсоп

тока анода от температуры «атода (нли ст а«званного а мей напражения не«ма и„) показана на рис. 8,31 и наэываетш накальной харшперистикай диода.

Для определения вида вальт-амп*рнсй характеристики диода (ВАХ) рассмотрим распределения лощиц«ела при различнмх и, (рис.

.с. 8.32 а). ОчеР н

и '"ю' , 3 хзи"

и.)

Р .831

О

Реш

р нтраны-

эарыи

>О

и.

'0

р,ю«

е яшке

Реяшм таков Р .832

Р вм ыьвх в«а

а)

Распознанный текст из изображения:

гга

(ВЗЗ)

видно, что при больших У„компенсирующих электричеакое ноле ~лрица.

ельиого пространственного заряда, потенциальный барьер а ауштву г н

существует рмким насыщения.

Для этого режима 1,м 1, и практически не зависит от Уе По иере он«же-

ни» У, сшпснь компенсации уменьшается, возникает и увеличиваетс» по.

тенцнальный барьер перед «»годом, чта приводит к переходу в режим лро.

странственного заряда и уменьшению така с уменьшением У Наконен, при

отрицательных У, влияние отрицательногс пространственного заряда не

юмпенсируетсш а усюивается приложенным напряжением В резулшате на

всем протюкенпи межлуэлектродиого промежутка существует тормозящее

дю элентрсиав злектричешгае поле, что соответствует режиму начальных

токов (см.п. 8 1 3). Согласна (8 16), в этом режиме завиаимость 1(У ) ноаит

экспоненциальный харщтер.

Общий ход реальной вольт-амперной карактернстикн диоде с указа-

нием границ различных режимов рабаты показан на риа. 8.32 6.

Наибольший пракгичеакий питерса представляет работа диода в режиме

пространстэенногс зврядц «огдв имеется аозмшкность управлять анодным

токам изменением У, и «огда атепень использования всего эмисаиенною

тока катода значитеньно выше, чем в режиме начаньных токо». Вдя нахож-

дения колнчеатвеннык закономернаатей прохождения тока в диоде исполь-

зуют уравнение Пуассона и уравнение ненрерывности, которые для одно-

мерной модели диода имеют вид

6'У р

(8.32)

йт а»о

— =О,

6)

йт

а такхге уравнение длл плотноатл тока (В 7)

)=Р" (8.34)

и уравнение сохранения энергии

„т

=еУ.

2

(8.35)

Решение системы уравнений (8.32) — (8.35) осуществляется при слелую-

ших условиях: У(*= 0)=О; У( = О = У; (*= О) мй Поаледнее является

наиболее существенным упрощением (см. и 8.1.3), что полностьюиаюю-

чает ауществование режима нвчавьных токо» н приводит к заметным расхо-

ждениям в расчетных и экспериментаиьных рсзуньтатах при неболыпнх (1,

Решение системы (8.32) — (8.35) ласт для ВАХ диода

1 =2 33.10-» Узп =УУзп (8 36)

,12 *

где à — площадь катала или равнан ему лл» плоских эяектролав ллошапь

анода; У вЂ” парве»на.

12»

Соотношение (8.36) извеатна «ек закон Чай«да-Ленгмюра или закоя "степени ЗП хч Пастросвнвн югласна (8.36) ВАХ покаиша на рна.8.32 6. Согласно укюанным «ыше упрощениям, начало расчетной ВАХ совпадает с началом «оординат, я при мюых У расчетнан ВАХ расположена ниже экс. периментальнай. Кроме того, в (ВЗО) не учитываегсл предельнан возможмасть «»тода, абеспечинтющщ мвнсимвльиый анадный шк (1е =1), а также всегда реально сушествуюшня поверхностная иеаднороднашь каюда по плопюсти тока эмиаони и температуре, приводящая к плавному перехолу диода в режим насыщения прн увеличении У«

Следует отмепць, что (8.36) справедлив» не толька длл плавкой, но н для друпю распрютрвнениой аиатемы электродов — цилиндричеакой, состоящей из двух ксаксиальных цилннлров. В последнем случае следует в соотвештвин с извеатиммн алгоритмами (4) сюрректиравать значение первенцев У, учкпавел сшпношенне радиусов катода и анода.

8.5.2. Управление элеигрониым потоком в тре«шептРЮной системе

Анод

-и — — тз- — — и

Кэюд

А» х эквнзю шаю «и да

Каюд

а) 6)

Рва. 8.35

ат «атада до сецш. В этом аиучае неоднородность энектрического поля, аушествунпцю благодаря наличию сетки и сильва выраженная вблизи нее, в балыпиаатю случюв слаба проввювюя у поверхности «втода.

Электрическое попе вблизи катода определяетсл совокупным действием сетки и виола, а триод при однородном у «атода электрическом лоле можно замюппь знвиваямпным диодом, амод которого расположен на меатв сетки (рис. 8.33 6). Напряжение на аноде знвнвалмпнаго диода (действующее напряжение) определяется напряжениями влада У и сспм У, триода:

Управление электронным патокам в диодной системе находит широкое применение (иэпрвмер, дзш выпрвмлениа переменных сигмалов ила «омьгутаций), однако возможноот» пректвчеаюго применения значительно расширяются нрн введении дополнитеньнога упрэвлнющего электрода Такой электрод »месю а анодом и «ягодам образует трехзлектродную сиатему (триол), позволяющую пмтроить акпгвяый элемент для усиления ню генерации злекгрическвх анпшлов. Обычно этот электрод имшт форму сетки, образованной пвраллельнымя прутками проволоки а диаметрам, много меньшим расстояния межлу ними (рис. 8.33 а). Сетка располагается вблизи катод», а рюстаание между лруткамн, квк правило, бюзко к рвсстожппо

Распознанный текст из изображения:

ыа

и, и,-ои,, (8.37) где о — проницаемость еетки, учитывмошак оелаблелие аозлейсгвия электричеекого поля виола па прлквтодиую облшть.

Вели«ливи обычно зиачительио мепьше единицы и оценцааетог «ак оглашен«в емкеотей аиод-катод и катод-еетка:

(8.38)

См

для пол«мания управляюшего шйетвия сетки в триоде иеобхолпмо рассмотреть распределение потеилиалав между электродами. Если штка отоутотвует, то раепределе«ие потенциала будет таким же, «ак в диоде (ем рие. 8 32 а), т, е, для режиме проетреиогвенвою заряда перед катодам будет оушествовать потенциальный барьер. Если т перь ввести сетку в межзлеки троянов проетраиошо в плоско<та е коорди«атой пм (р«4.834), а подаваемое ла еетку лзпршсеиие <делам равным и.<и ,'

и е = У(дм), то раепредеяецие потен- 4 Д пиаиа ле изме«итеа. При У, > У,з по-

М и те«циалы во веех точках чмкау элен- и;и градами, за леключепием катода и енола, станут более положитевь«ыми, по приведет к показав«ой иа рис.8.34 деформацлп «Ризой распределения пшеицюша я епижелию выеоты потенциального барьера перед катодом, т. е. к уваРвс, 8.34

личе«ию тока, отбираемого е катода. Прц У,<У,о изменения будут псоить пративополож«ый хцзасюр, приаодлший к увеличению выеоты барьера, т. е, к снижению отбираемого с катода тока. Если У, 5 0 и число электронов, попадающих иа ветку, иезиачительио, практичееки вееь азбираемый е «атода так поетупает на анар, т. е. изменение У веды к изменению 1„и при поможи ветки можно управлять вводным током.

Для приближенного «оличеотвевпога олива«ия характерпетик триада обычно пользуютея законом ггуи хе, применяя его к зквивале«тламу диоду; 1,(и,яб) 233.(й-а — ', (и,тОУ,')"'=С(игвии,))о. (839)

!

Аиодимй ток 1, лвллетея, таким образом, функцией двух переменных 1,(им У,). ВыбиРаЯ несколько фпкелРова«лых значений одной пз «вх п варьируя другую, получим оемейетво характеристик.

ПР«1(и,))п, ж гово«Упиоеть зависимоотей лазываетеасемегютвем анод«ых харакгериот«к, а при 1,(и,)(п — семейством а«одлаееточлых характер«отак. Примерный е«д этих зависимаетей цокеззп ла

гзз

ри<.8.35 Условия запираип» олределяютея иехоля из равенства пулю «а.

првжения Уа, откуда следует, что У, „„ =-ОУ, и У „,м-и,(О.

при положительных азор«маниях сетки (у, > и) вид харзктариетик изме-

«авто» в связи е попаданием некоторой чаети утпедших е «атода электронов

«а еегку. Это явление яюываетея токараепределением. Токореепрелелелае

приводит к возииклове«пю ееточиого тока 1 и уме ьшеиию тока аиодз 1„

при <охранении неизменным отдираемого с катода тока 15

1 = 1 т 1,. (8.40)

На рие. 8.35 о показа«ы «арактериотики, еоответетвуюшие «мс ~прица-

тельным, так и полшкитель-

1, 1,

«ым Уо В пошгедпем случае

ла форму харвктериетцки и, ои О 1' <Э и,>и,

оказывают «ив«ие змюио- ! У,и,

мариоети такореопределеция,

«вторые нарушают справедливоеть (8.39) и будут раесмотре«м ниже 0

Млогке современные и

ЭВП е триад«ой еиотемой

электродов вмеето сетки <о- б!

держат электрод е другой

коиетрукцией. Твк, в чеетпаРш.855

ети, в некоторых типах

эвектроюю-лучевых пр«борах роль управляюотего электрода выполняет мо-

дулятор, предетавляюший лиефрагму е отверстием, размещенную вблизи

катода (рле.836). Раесмогреиный принцип управлении еохраияетш и дш

эюго случая, однако при количеетвеииом аллее«ии харзктериет«к е памо-

шью (8.39) еледуег учить вать еуш ошуюшую А«ол

для этой «оцетрукиии звэиеимоегь У(У У,),

МОЛУ И Р

наиболее вильно выраженную вблизи запира- ПШШ ШШП

изменения У, и У, изме«автол паверхлооть

«атода, е «отрой гпбираетев ток Во миагих

б х д ра ета характер« риодлых еиетем ео жиой ко ф триод конфигуразлек ичеекаго

пией электродов иеизбежиыми являюте» численные расчеты электР

поля «трюкторий движения злектрояов с помощью ЭВМ.

а!

Р е.пзб

8.5.3. Прохожиевле тока в четырехэлекгролиой е»

й ел<теме

оплыл ламп в овечему

В пропееее развития и еовершенетвоваиил зле«тролль

а пола«азию .ешгзг, эгго

ЗЛ 'Р'Дел бЫЛВ ВВЕДЕ«а ДОПО"'И ЛЬИШ СШ«а Р"П лу

было в««жение ме

дом и управляющей оеткой. Овновной ее функцией бьг

Распознанный текст из изображения:

132 эле«троллей ем«ости аяод-упраелающал се1ха для повышения макси. мелькай рабочей частотм. Эту сетку обычно называют экран врующей и сбозначают номером 2 па сравнению с управляющей с номером 1. Наэпчие экранирующей сетки приводит к зпа ппеаьиому ослвблевию злияииа анода на электрическое псле у катода, вследствие чего для прохождеии» тока на ввод напряжение ва сетке 2 должно бмть положительным (У< эб).

Вид характеристик четырекэлектрслисй системы (тетрода) значительно отличается от «арактерисгик триода и являетсл благоприятным длк использования тетрода как усилителя мощности или коммутирующего электронного элемевта. Помимо трааипионной ламповой существуют и другие тетродные конструкпии, в «старык электрод помещаемый меэщу управляющим электродом и анодом, эе имеет форму сетки и называется ускоряющиы.

Рассмотрим ссновиме заксиомериости токораспределепия в четмрехэлектродной системе на примере ламповой каиструкпи» с сетками. При этом будем оппзть, по У,! < О, т. е токорвепределеиие происходит между второй сегюй и анодом. Примем также, что траектории движения зле«тронова янол пространстве катод — сетка ! — сетка 2 иапрквлеиы по нормали к плоскостям электродов (рио.8.37). Осиаввыми пюка 2 фактаРами, опРеДелаюшими РаспРеДе. ление шектроиов между сеткой 2 и анодам, является сложиьщ характер электрического поля в области сетки 2 Д„сд И Солт«ОШЕНИЕ На0Ражвппй У,з И Уо

Еаш, например, У„< У,э, то в силу заРис.дэт «она сокраиенил энергии все электро-

ии, двягающиеса по пориали к псаерхисстим электродов и достигшие плоскости сетки 2, лолжиы попасть яа анод (за исключением пебольшшо числ« встречающих «а своем луги прупш сшки 2). Этого, однако, ке происходит, так квк из-за иеодиородиого электрического поля вблизи прутков сепш 2 траектории преломллютсв, причем зто лреломлекие происходит тем сильнее, чем ближе траектория проходит к прутку сетки. Центральны тршкторил, проходящи лосредипе между друткьми сетки, ие преломлветсл. В этом случае условия попадания элеатро«ав иа акад записываютсл ла оонове закона сокранеяиа энергии, однако исобходимо учитывал что скорости всех электронов в плоскости сетки одинаковы и равны ш з нормальная «омпанеита шорасти для «аждого электроне будет одрелеляться углом оыщояеипя его траектории от нормали ашб!

131

1

0

(„

Типичнш зависимость 0=0(У<У,)

(8 42)

показана на рис. 8.38. Участок разлога р юга 0 иа «ризой «взывают режимом возврата, а пологий — режимом прямого перехвата электронов сеткой 2 Значения У ГУ з, разделяю. шке укш в иные режимы, обычно лежат

1

Ре а

Реэыи

пршсга

Рек аз

и.

0 Оз 04 06 Уа

в диапазоне О,! — 0,2.

Используя дла триадиаго проме- Р .838

жутка «атод — сетка 1 — сетка 2 при

У,! < 0 закан «ЗП х» «учитывкл рзшмотрепиые закономерности юкораспредеэеиил, для ), можно записюь

!. -ОУ(У.1 ь Т(У з)"' (8 43)

где Р~ опредешшся «ак отношение емкостей С,з„)бы„.

Осиовиые характеристики тедюла ),(У ьУы УП опрелеляются закономерностями (8.43) и рис. 8.38. Форма выходных характеристик (рис. 8 39) ((У))шг ьшьш и обусловлена закономерностями таксраспрелелеиия, а аиодяо-сеточные характеристики (рис. 8.40) П(У,1)(п 1 . и а «поэзо ряют шзалоюшпые характеристики триода (см. Рис. 8.35 6).

При большик углах (! электроны, прошедш е через плоскость сетки 2, пепси)т проэдолеть тормозлщш псле перед владом, возвращаются обратив, попадают на !шутки сетки 2 и сбусловииваюттак 1,1. Неоляородиость электрического паля, приводящая к большим (), возрастает помере сииже«ил У, и достигает максимального уровня при приближении У к кулю. Если при у,з = соим увеличивать У, от пулевого значение, то сначала происходит резкое возрастание), за счет уменыпения б, оливкова~ем рост!, эвмедлштоя, тзк «ак число попадающих па сетку 2 электровоз при () -зб стремится к минимальному предельному значению, спредедаемому лиаыетроы прутков сетки 2. Для коли юстас«вой аленки токораспределевяя обычио вводят ко. эффидяеит тскопрохаждени»

ю(тсозб) 2

и, (8.41)

-Р,и,

Распознанный текст из изображения:

154

При прашяческой реализации тетролнай системы вазиикают проблемы, сввзанмые ю вторичной эмиссией зчешролов при их эле«тронной бом. бардировке Поток вторичных вскт)юнов с одного положишль«ого леатрода на другой приводит к значнтеаьным искажениям характеристик и делает ЭВП с тетролной системой непригодным лля эксплуатации. Одна из конструктивных мер, прииимаемызг для подавления эффектов вторичной эмиссии, связана е введением между анодом и сеткой 2 еше одной сетки с нулевым пстеипиыюм, создающей потенциальный барьер для медленных вторичных электронов. В этом случае система становится юпнэлектраднай н назьгваеюя "пентол"

более эффективнмм средством, имею» л шнм мимимум негативных побсчмых по. следствий. является создание барьера для вторичных электронов пмредствам увеличения плотности объемного заряда. С этой целью используют щепиально подобЦмза 1 раним расположение прутков сеток !и 2,

а также эрвин. способствующие формиро. К л вению электронного патака вблизи анода в

виде электронных лучей малого сечение Ряс. 841 (рнс. 8.41). На рис. 8.42 показана резулюи-

рующм распрелеление потеициааа между сеткой 2 и вводам, препятствующее уходу нгаричмых эле«тронов с анода. Конщрукцию, показанную парис. 8.41, называют лучевым тетродом.

Р 8.42

Помимо расом ирвиной ламповой структуры с сетками существуют маагочисленньк варнзнты тетролов с другими конфигурациями электродов. Хотя в цепом дщ этих вариантов основные закономерности прохождения тока сохраюпстся, однако количественный мылю п определение вида характеристик немногих случаях требует численного расчета электрических полей н траексэрий движснии злекчровов.

155

8.6.Формирование н пространственное перемещение электронного потока в электровакуумных приборах

8.6.1. Электронные линзы

Движение электронов в электрическом и магнитном полях, формирование и фокусирование злекгронньп потоков сщтавляют предмет рассмотре. ния спецнапьногс раздела физики, называемого электронной оптикой. Таксе название связано с аналогией, существующей в закономерностях движения электронов н световых лучей. Одной из наиболее простьж и в то же время важиейших нллюстраиий такой внаасгии являмс» закон преломлениа прн прохождении электрона через границу раздела двух областей пространства.

Пусть в одной яз областей существует потенциал Уг, а в другой — Уз (рис. 8.43). Разле,в

ление этик облющй может быть лостипгуто лри

по-мощи двух близко располякенньп гипошти

ческих провод»шик плгсксотей, прозрачных для Уг электронов и непрозрачных для элекгрнчмких

полей. К верхней плоскости приложено напряжение Уь в к им»ней — Уз э Уг. Таким абраэом, при переходе через граниеу раздела на Рнс, ЕАЗ электрон будет действовать сила, направленная

перпендикулярно разделяющим плоскоетям и изменяющая поэтому нормальную составляющую скорости электрона г„. В тоже врем» тангеициальна» составляющая скорости г, останется меизмеинай, вследствие чего с ис. пользованием пришлых на рис. 8,43 обозначений можно записать

Гг Ял а = Гз ЯН () . (8.44) гле скорости электрона г, и гз в областях с потендизлом соответственно Уг и Уз опрсделаютс» согласно закону сохранения энергии

гг — — ( — Уг, 2 )~ (12

(8.45)

м ге

После подстановки (8.45) в (8.44) закоя преломления траектории элекцюна приобретает вид

яла ~УЭ

6'Уг '

(8.46)

аналогичный закону преломления дя» световых лучей. Роль покюателя преломления в (8.46) выполняет величина ъ(У .

Во многих электронно. лучевых приборах лля формирсмния элсктроннмк потоков используют электрические н магнитные паля, обладающие симметРией тел «решения (аксмально-симметричные поля) Вследствие этого при

Распознанный текст из изображения:

рассмотрении попей и трав»торий »ниже«па электро оа пользуюша и«ли«дрической системой коорпи«ат (г,г,р), показанной яа рис. 8. 44.

Рассмотрим сначала возыйствне нв злекгропимй

поток иеадиородпого аксиальхо-симметрич«ого электрического поля, валяющегося, как будет пахазаио в дшанейшем, эаекгросштической электрон«ой

Рас.пА4 ля»зой В общем случае в пространстве, свобсдвом

ст обьемного зарада, распредепе«ие потенциала и спределяею» уравнением Лапласа:

узи=а. (8.47)

При условии, «огла поток электронов движется вбл»з» оси системы (эту область »взывают пара«спальной), решение (8.47) в цапин»рической аюшме коорл«пат приближенно можис представить как

)

1 Атис(з)

(8.48)

4 Агз

где ио — пота»циал на оси смстемы.

В электро»«с-лучевых 6

используэж электростатические злектровные линзы, образовв»вые двумя соосвьпш пиаипдрами, двафрепеамп или »х сочетанием (рис. 8.45). По обе стораны »пизы лоте»пиалы постелены и рамы потевцхэлам ыекцюдов линзы и, и ит. Примерный характер эхскгряче-

Р ДА5

Щ и,

сршсзс с с

ского иоы маши ыаародами, опреде. ляемый яи»»еми резкого пошяциала, Даа ОДЯОй Иэ»ВВЗ В Ес СЕЧЕИИИ «ДОЛЬ Соп покюаи на ряс. 8.46. Приближенное прадстевлеиие с срюйсгвах такой линзы макло получить иа основе закона преломления электронных трыкюрий (8А6), согзасис рсопгрому бса цри иэ > иг.

В левой части линзы благодаря форме зквипотемлиэлей Лвииушийоя парил. лель«о юя электрол откло«штс» к оси, т. е. эта часть линзы акеэывает фокуси-

рующее действие»а электронный по.

ир«р «р*ач р са па из ток. В правой «юти лииэы, как вид«о из

Р «8.44

рис. 8.46, проис»одвт обрат«ое — алек.

трон опоюкяетс» от осм. Суммарное действие эшатрописй пихты»а электронный птах определается шм, в какой именно чыти линзы время пропета электрона больше, т. е. в каком аа-

!57 врэалеиии смещение элекгро«а ошпыэеею» преобладающим. Исхода из того. цо в левой чыы вэ-за ме«ыпих потенциалов время пролета больше, можмо заюпочить, что суммарный эффект ли»эы ока»ма»ется фокусируюшим На

Р с.8.47 рис. 8.47 прпаелеи таыш апическвй аналог тыой линзы.

Количешвеипый амвлиз овсйста элекгросгатичеашх элекгрснмых линз сводите» к иахожпевию траектораВ эле«тронов в параксиапьисй области электрического поле, описываемой аютношеяием (8,48). При этом считается, что скорость ыектро«а в побой тачке с «оординатой г определяется как '=т) — — ио( )

(8.40)

ор ды движения электрона в рааиаль«ом пепраалемии записывышя уравнение Ньютояа — = -еп„ ад г

(8.50)

82 где составляюща» «впряжен«ости эле«триаюкого паля а радиальном»вправлении б„яаходитоа дифференцированием (8.48). Пссле преобразований, связанных с исюшнением переме»иой г в (8.50), получим основное уравнение эласгрокной оптики: А', 1 Аи,( ) А, 1 Атис(с)

(8.5!) А,' гиэ(з) а' Аг Юи,Я А '

Из (8.51) выгекзмрг такие важные свойства ля«з, юм сохранение неизменными траекторий при изменения заряда и массы двв;кущкхса частиц, а также прп ыме«екал в Одинаковое число раз иапряжений иа вык электродах. Урынение (8.51) слупит также осхоый дл» пзхожцеива фокусмов, го рвссюя«иа линзы.

Рассмотрвм теперь магнитную линзу, образованную круглой «атушый. ОбтекаемоВ токам Распределение мепштиого поля в виде ливий резвой и«дукции В показано «а Рис.8.48. Пусть в область дейотви» юпаы ыетею эле«тро» со скоростью г, движущийся параллельно оси. )(ейотвве линзм в этап случы пр

о ибл».

мелло можно препстаэрць агедуг'

Р 848 язям образом В точке л та электрон

Распознанный текст из изображения:

|зз

акюываетс» под действием магнитного пол», нмеющега радиальную В, н осевую В, аас аеляюшие. Сила, папствующая прн этом на электрон (свла Лоренца), опрелеляется векторным произведением т и Вд

Р=е В„. (8.52)

Сила Р направлена перпендикулярно плоскости чертежа, чта приводит к появлению у электрона соатавляюшей скорости в азимугальном направлении те. Эта, в азою очередь, ведат к возникновению сипы, апрелеляемой векторным произведением В, и т и нмравленной к аси. Таким образом, в лавой чаати линзы осушеатвлаетсп амещение трюк|орин электрона к оси с одновременным поворотом вокруг оси. В правой части линзы соатавляющал В,изменяет направление на обратюе,что приводит к уменьшению те. Одна«о нз-за того, что зле»трон лвижетсл теперь ближе к осн, чем при алею, и составляюша» В, здесь имеет меньшую величиму, в целом преобладает прежнм направление лвижения в азимут»льном направлении, и траектори» электрома прололжает прнближатьсв к оси. Таким образом, линза оказывает па поюк электронов фокусирующм действие.

Количественный анализ свойств магнитных линз щюводят, нахал» распределение индукции магнитного поля В лл» саесимметрнчной системы. На основании решения уравнений Ммсвелла для пвраксиальнык электронов соевая н радиальная «ампоненты магнитной индукции могут быть приближенна представлены как (5)

В,(|.О = В,(0,2), (8.53)

(8.54)

2 42

Уравнение движени» электрона в магнитном пале в отсутспше злмпрнческого пол» имеет вид

ша = -е(т, В), (8.55) гле о — ускорение. Пас»вавилон (8.55) с проекцией В на основные каорлинатиые оси с учетом (8 53),(8.54) и Вч - -0 получмюя основное уравнение электронной антики в акснальн| симметричном магнитном поле лия параксиапьиых электронов:

2 2

4 ейт (0,Н)„

(8.56)

шт 8мВс

где Па — потенциал на оси матемы, определ»ющий осевую сиорость движения электрона при мате в область линзы. Уравнение (8.56) опиаывает тра. екторию электрона, лежащую в мерндионаньнай плоскоати, которая наворачивается вокруг оси 2 на угол р, удовлетворяющий уравнению

В,(ощ).

фу Ге

(8.57)

|зз

Иэ аналиш (8.56) п (8.57) аледует. что траекюрии движения мектранов имеют вид прсатрапс венных спиралей с нзмепшощимая раднуасм Кроме того, траекюрии в отличие от элентр|ктатичеакой линзы зависят ат заряда н маасы движущейся чэатицм На основании (8.56) и (8.57) сі)ждал»ютс» фокусное раас|овине линзы угол по арота траекторий.

Недоатвтком магнитных линз явллетаа нмбходимость затраты энергии для ааздаиия магнитной индукции. Этих затрат можно избежать, используя постоянные магнием, хотя а этом случае возникают труднссти регулирования электронно-оппюеских параметров. 8,6.2. 67ормнроавнме злщ|тронмого потока. Электронный прожектор

Дпя форш|рован»я электронно|о патока в виде луча или пучка используетс» анатома электродов, называемая электронным прожектором. В тех алучаях, когда рен|аетая задача формирования ннтемснвною пучка а большой ила|пошью така п заметным влнюшем про. странственното заряда электронов в нем, аоот»стет. вуюшую аистему электродов называют электронной †) пушкой. Необходимыми элементами нрыкекторов (рис.8.49) являются источник электронов — юрмоэлектронный катод !, а также электрод, позиомю- ! щнй управлять током луча †модулат 2. Пааледний представляет собой диафрагму с отверотием, а управление таком, отбираемым с «атсда, |юушест»-

7 ляется по принципам, опиаенным в 8.5.2. Дм полу-

Р».4» чеюш электронного потпка, помимо катода и модулятора, неабкодим электрод а положительным потенциалом 3. Этот электрол обычно называют ускоряющим.

Сиатема электродов с осемй симметрией, содержашм катод, модулятор и уаксряюший элен|род, фщпшрует электронный поток в виде луча и является короткофокусной злентроиной линзой, чта обеспечивает получение электронно|о мображения катода нв небольшом расстоянии от молулятора (риа 8.50). Однако в этом случае диаметр сфакуаированнога лу за аказы- ;Л»а | |Л *2 'й , И брам»

к ла Кроем р Пс»п

(жэ )

Рм, зде

Распознанный текст из изображения:

весте» слишком большим из-зэ опюсишльио больших резмсров сбьектэ (катоде) и зэтрулияст получение качественного изображения иа зкрсме Решение проблемы достиг»»тол и»пользе»»вием дополнительной электрол«ой линзы с большим фокусным рэсстояиием. Трвектарии двнжеляв электровоз при этом лак»зевы нерпе. 850. Особанпщтью укюеияой оптической схемы является тс, что объектом лля второй линзы слупят мяяим»льнов се»силе пу пш, взвыв»евое скрещеиием или кроссоверсм. Размеры «рос»озер» эиачитглыю мелыпе, чем рюмеры катода, в результате чею досзигэется малый размер его изображения вэ зкрзпе.

В «зчщтве второй лиизы в прожекторе может

1 1 быль использовала кек электроствтическе», тэк и

г

-3----------- м»гиитнвд Пример исисльзов»иия электростэтвче'" " " снай линзы покэз«и яа рис. 8.51. Опе образована к -) ~. ~ д тремя электродами — ускоряющим 1, фокусирую-

М

шим 2 и анодом 3, прелстэвляющими собой соосРвс. 8.51

аые цинивпры с диафрагмами Лля устр»иевия сил»- по отклоиелнык от оси системы электровоз. Обычно кялрюкеяи» ив щоде и ускорхющем электроде выблреютсз фиксированными, афскуспроввпия добиваются измевеияем и»пряжеиил па фохусиРующем электроле. Иощоияспюм укэз»ивой системы явл»ется обеспечение «езэвиспмсго улрэвиеиив величиной тока луча х его фокуеировэяием, что дссшгмпся зв счет экр»иирующего влщни» ускоряющего электрод».

Применение мжиитиых лищ в пракектср»х связана с тем, что оки сблвд»ют меньшими электрол«о аптимскими искмкениями (аберрациями). Однако теки» линзы требуют затрат мщцнасти для питеиия фокусирующей катушки, а к стабильности источников пит»пия должны прельявляться высоиие требсввмия. Испольюввнке змеею фокусирующих «»тушек постоянных мвгяитов огрвиичивается необходимостью подстройки линзы.

ы!

оппсывветсв уравнениями

3 эх

м — =О,

1,1

(8.58)

м — =е — шш,

Ну У

(8.59)

йз б

учитывая, что скорость электрон» г определяется пройденной разно.

стью потенциалов (блюкайшим слева шмарадом являеюя анод с потев-

циелом О,),

(2«О,

(8.60)

Решение спсюмы уравнений (8 58) и (8.59) с использованием (8.60) дыт лля трщкюрии лвгшеиия электрола

Одт«х 2

(8.61)

»30

а отклонение в плоскости приемника в мютветствии с рис.8.52 лри Л»1 сост»лиг

й О 13

2(О,

(8.62)

т»ет электрон со сюростью г, и в точке щета его траектория совпвдает с

осью сисюмы. Тогда при наличии ивпрюкеии» У, приложенного между

пластин»ми, на элс«трон будет воздействовать сила, напр»влепи»я перпеи-

»О

дпкулврио оси и рэв»э«Р = ед = — Сзщ. движение электроне в этом случае

Н

8.6З. Опглопвющве системы

Отклоняющие системы прелиэзлачеиы для прсстреиствеииого перемещения (отклонения) электронного пуча, Рээлячеют зщктростэтическую и магнитную стклонмощие сястемы, в которых отклонение происходит в рсзулывщ щ»»- мод»потек» электроне юответствеамо с электрическим н магнитным псвями. Р»осмотрим си»челе первую нз иих, «старея в простейшем случэе абразоввпв двум» плоскими эшктрод»ми (ряс. 8.52). Пуль в ( г 0 пространство меяау ними вле- Р« .Д»З

С целью увеличения угла отклонения и фОрма пл»ппщ часто д е»гсэ лелиоской (ряс. 8.53).

Ллв фиксвровэиив постоянного потащи»лв пластин стлосительис ,ругих зле~~родов ОВП

и их обычно соедиюпот с предыдущим слева злехйюдом (»кодом) с помощью резисторов большого номинала, чтобы ие шувтировагь истчиик ст«лоияющмп иапряжеии». Часто в скеме питания электродов зэземл»ют анод подвезя и» лругяс элекгродм стрицатщьиые и»прзжения. Тогда схема полечи отклон»ющега напряжения будет подобие "

в показ»злой г«г рис. 8.53.

,б »зов»иную пер»осмотрим теперь метил шуго щзошцяюшую систему, сбр

дедах к порой со-

которой областью на пути движения электровоз, в пусл

Распознанный текст из изображения:

ит

средоточено магнитное поле с вектором лнлукции В, иаправлеиным перпеидикуллрно плоскости чертежа (рис 8.54). В общем случае траектори»

движения электрола опрелеятяется аплод, возникающей е результьте его взаимодействия с магнитным полем:

Р = -с(РВ~, (8 63)

Припима», что в декартак вой сиаюмэ координат вектор индукции совпадает ло направлению с юью у, т. е.

имеет едвиатмлную составшпошую Ву. а электрон вле-

В «854

тют по оаи г ео скоростью у, уравнения движения электрона злписывюою» следующим образом;

4»

ю — =-еу В,

Вгз с У'

(2у

лг 2 0

дг

42

ю — = -су,й (8.66)

,г У

Результатом (юшеиия алагемы (8.64) — (8.66) является уравнение окружности а радиусам

(8.65)

мг

я= —,

сВ„

(8 67)

лежащей в плоскости х — т (5).

Дгм малых углов отклонения и и при В»! можно записать

й

— гда с, — гда а,

8 Я

(8.68)

откуда следует

(8 ((В (» ивг

й= = ~.=,~

Я у т(2 ЧП

(8.69)

Дла аоздаиия атюоняюшепу магнитного поля Ву используют отклоняющие катушки с токам ! (Ву- ! ).

Сравнивал электростьтичеакую и магнитную системы отклонения, аледует преасце всего отметить, что аогласло (8.62) и (8.69) для первых отклоиевие аильиее зевиавт ат аноллага каир»;кения Пе Отсюда вытекают преимущества использования магнитной системы при большик Па когда осо-

ыз

бенно важным является увеличение акарасти лектронов дя» получеии большой кркости изображения, Дая магнитной сиатемы харакюриы также

больши углы ага» е «я. Кроме тато, магнипгые отклоняющие системы, обеапечивающие отклонение луча э двух взаимно-перпеиликулярных «а. правл»лиях, пе оказывают влияния друг иа друга и могут быль лраатрзлствеиио совмещены.

По сравнению с магниткой электроататичсскзя сисюмэ рэзмещаетая внутри ЭВП. Оиа обладает малым ла сравиелию с магиипюй потреблением мащиоати палезиого сигнала. Ее инерционность ю-зэ отсутствия катушек с большими иилуктиввостями «оатями з п л э, что обеапечиве ет использование от«лакающих »игла»ов с высокими частотами, включа» диапазон СВЧ Канатруктивные особенности не позволяют получить таких больших углов отклонения, как в магниткой системе, из-за опесиаати оседания злекпюнов иа отклоняющих пластиках.

Огмечеяные оаабенностм «аждой из систем определяют характерные для них области иреимущеатвеикогоиспалюоввюшвэлегпрапиа.лучевмх прибарах. Например, системы магнитного отклонения используются вкияескопех — электронно.лучевых приборах дла телевизионных приемников я маивторов, а системы элсктростатичюкаго отклонения — воспиллографичеаких приборах длл наблюдевия электрическик сигналов в широком лиепа- зоне частот.

Коптрольиыв вопросы

1. Объяснить мехаиизм термазпектраииой эмиссии, написать основное уравнение длв тока эмиссии, перечислить оаиовкые термаэмиссяаниые параметры

2. Показать, как рюпредслелы змитирова«хме электроны по скоростям и начертить «ривую задержки.

3. Объяапить мехвиизм рабаты пленочных термазлектра»иык «шалав л перечислить разновидности таких катодов.

4. Рассматршь конструктивные особенности катодов различных типов в последовательности, аоатветстаующей увеличеиюо рабочей темперахуры, указап основные параметры,даатоияства и недостатки.

5. Объяснить мехеиизм автоэлыпронной эмиссии, «вписать основное уравнение для тока эмисаии.

6. Укюать основные «онщруктивиые особенности автсэлэкгроиимх катода» и облаати их применения.

7. Объяснить механизм вторичной элеьчраииой эмиасии и начертить асиовные зависимости, характерюуюшие эмиссию.

8. Расамотреть способы подавления эффекте вторичной змисаии в электровакуумных приборах.