Михайлов В.П. - Учебное пособие по курсу ФОЭТ (1074338), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Участок А-Б. σ>1 и потенциал экрана примерно равен UA2, т.к. число уходящих с экрана электронов равно числу n1 первичных электронов луча(устанавливается динамическое равновесие). При этом часть вторичных электронов n2 возвращается на положительно заряженный экран, а часть отводится при помощи токопроводящего слоя (аквадага), нанесенного на стенки ЭЛТ и соединенного со вторым анодом.
Участок UA2>UA2”. Происходит накопление отрицательного заряда на экране и снижение потенциала экрана до значения UA2”, при котором σ=1. Потенциал UA2” называют вторым критическим или предельным потенциалом экрана.
Яркость свечения
[кд/м2] – Закон Ленарда, где j-плотность электронного луча; U-разность потенциалов; U0-наименьшая разность потенциалов, при которой начинается свечение экрана (U=10…300 В); А,n-константы, зависящие от свойств люминофора (n=1…3).
Светоотдача
Светоотдача – к.п.д. люминофора, равный отношению энергии излучения в видимой части спектра к мощности, затраченной на возбуждение атомов люминофора (колеблется от 0,1 до 10 кд/Вт). Значительная часть энергии первичных электронов затрачивается на нагрев экрана, вторичную эмиссию электронов и излучения в невидимой части спектра.
Длительность послесвечения
Кинетическая энергия электронов превращается в энергию видимого излучения не мгновенно, а в течение конечного интервала времени (~10-7с).
Уменьшение яркости свечения люминофора по окончании возбуждения происходит по экспоненциальному закону.
Время послесвечения экрана – это время, в течение которого яркость свечения уменьшается до 1% от максимального значения.
Все экраны разделяются на экраны: с очень коротким (менее 10-5с), коротким (10-5…10-2с), средним (10-2…10-1с), длительным (10-1…16с) и очень длительным (более 16с) послесвечением.
Трубки с коротким и очень коротким послесвечением широко применяются в осцилографах, со средним – в телевидении, с длительным – в радиолокационных индикаторах.
Сложные экраны
Двухслойные экраны
Для получения длительного послесвечения (10-1…16с) применяют двухслойные экраны. На стекло трубки сначала наносят слой люминофора желтого длительного послесвечения, который сверху покрывается слоем люминофора синего короткого послесвечения.
| | Сначала электронный луч возбуждает атомы первого слоя и вызывает свечение синего цвета hν1. Кванты света с энергией hν1 возбуждают атомы второго слоя и вызывают свечение желтого цвета hν2. Длительность послесвечения второго слоя значительно больше, чем при возбуждении непосредственно электронным лучем. |
Алюминированные экраны
На слой люминофора методом испарения в вакууме наносится алюминиевая пленка толщиной 0,15…0,25 мкм, которая обычно соединяется со вторым анодом (UA2). Таким образом, потенциал экрана всегда равен потенциалу UA2 и не эависит от коэффициента вторичной эмисии σ. Алюминиевая пленка обладает высокой электропроводностью, проницаемостью для электронов, непроницаемостью для ионов остаточных газов и повышенной отражающей способностью.
| | Она выплняет три основные функции: 1) повышает потенциал экрана за счет непосредственного отвода электронов; 2) предохраняет люминофор от бомбардировки ионами остаточных газов; 3) увеличивает яркость изображения. |
Цветные экраны
Цветные экраны – экраны для воспроизведения цветного изображения. Принцип действия основан на возможности получения любого цвета смешением в определенной пропорции трех основных: красного, зеленого и синего. Поэтому экран должен состоять из трехцветных элементов, регулярно повторяющихся по всей поверхности.
В настоящее время используются две разновидности цветных экранов: мозаичный (точечный) и линейчатый (штриховой).
При независимом и одновременном возбуждении элементов люминофора (красного, зеленого, синего) тремя электронными лучами совокупность свечения трех точек воспринимается как окрашенное пятно, яркость и цвет которого определяется энергией электронных лучей.
ЭЛТ различного назначения
Осциллографические трубки – предназначены для получения изображения электрических процессов, меняющихся во времени.
| | Для этой цели обычно используются трубки с электростатическим отклонением луча. Электростатическая ОС позволяет работать с высокими частотами сигналов (до десятков МГц) и потребляет малое количество энергии. |
На одну пару пластин (горизонтальную) подается напряжение развертки Up (пилообразное), под действием которого электронный луч прочерчивает на экране горизонтальную линию (время tп.х. – время прямого хода) и возвращается в исходное положение (tо.х. – время обратного хода).
На вертикальную пару пластин подается напряжение исследуемого сигнала Uc. Таким образом, на экране отразится форма исследуемого процесса. Такое изображение называется линейной разверткой сигнала. При записи изображений сигнала важно получить наибольшую яркость свечения, особенно при быстрых развертках.
|
| Поскольку повышать скорость электрона за счет повышения UA2 невыгодно (понижается чувствительность ОС (~ |
Приёмная цветная электронно-лучевая трубка (ЦЭЛТ)
Схема ЦЭЛТ
| |
(мозаичный или штриховой экран)
9. аквадаг |
Стеклянная колба кинескопа состоит из трех частей: экрана, конуса и цилиндрической части (горловины). На внутренней поверхности экрана методом фотолитографии нанесено покрытие люминофора. Для мозаичного экрана это точки красного, зелёного и синего цвета (триады), для штрихового экрана – вертикальные полосы также красного, зелёного и синего цвета.
Для правильного воспроизведения изображения и его цветности необходимо, чтобы при развертке электронных лучей по экрану каждый из них попадал только на свой участок люминофора. Для этого в кинескопе есть цветоделительное устройство - теневая маска (тонкий отформованный стальной лист толщиной 0,15…0,20 мм), расположенная на расстоянии 8…12 мм от экрана.
Цветоделение в кинескопах
| а) б) | а) с мозаичным экраном и апертурной маской б) со штриховым экраном и щелевой маской
|
При правильной установке маски центр каждого отверстия маски (для мозаичного экрана) должен совпадать с центром соответствующей триады.
Люминофор покрывается алюминиевой пленкой толщиной 0,15…0,25 мкм методом испарения в вакууме.
ЭОС предназначена для получения и формирования трех электронных лучей с независимым управлением их интенсивностью. ЭОС состоит из трех электронных пушек, расположенных по окружности под углом 120 и наклоненных к оси кинескопа под углом 1 (дельтообразная ЭОС – для мозаичных экранов). Этот наклон обеспечивает сходимость электронных лучей в одном из отверстий маски.
Схема электронной пушки:
UУЭ = 400В, UA1 = 5кВ, UA2 = 25кВ
Для штрихового экрана и щелевой маски используется компланарная ЭОС, в которой все три пушки располагаются в одной горизонтальной плоскости. При этом оси крайних пушек наклонены к центральной оси под углом 1.
Электронная пушка состоит из иммерсионного объектива (К-М-УЭ), иммерсионной линзы (УЭ-А1) и главной проекционной линзы (А1-А2) – иммерсионной линзы.
Изображение на экране должно быть достаточно ярким и контрастным, что достигается большой мощностью электронных лучей (до нескольких Вт), высокой светоотдачей люминофоров (2…5 кд/Вт). Четкость изображения обеспечивается необходимым количеством строк. При размерах экрана порядка 0,5 м по диагонали число строк – 625. При этом угол разрешения составляет 1,5. Диаметр пятна на экране от электронного луча – не более 0,3…0,5 мм.
Технологический процесс изготовления ЦЭЛТ
1-ая стадия. Детали ЦЭЛТ выполняются из немагнитного металла (внутренняя арматура, выводы) и стекла (экран, конус, горловина, изоляторы ЭОС). Физико-химическая обработка деталей и узлов необходима для очистки, обезгаживания и снятия внутренних напряжений. Для металлических деталей – это обезгаживание, травление, отжиг в вакууме. Для стеклянных деталей – отжиг в атмосфере, химическая очистка и промывка.
2-ая стадия. Большинство операций сборки металлических узлов внутренней арматуры (ЭОС и рамо-масочного узла) осуществляется методом контактной сварки.
3-я стадия. Нанесение люминофора на экран осуществляется методом фотопечати.
| | | |
а) нанесение пасты б) фотоэкспонирование в) проявление
Из экранно-масочного узла (ЭМУ) извлекается масочный узел и наносится сплошной равномерный слой пасты люминофора (рис. а) определённого цвета (красный, зелёный, синий). После этого вставляется маска и производится фотоэкспонирование участков люминофора мощным световым пучком (рис. б). В этом случае маска является фотошаблоном. После фотоэкспонирования маска снова извлекается и осуществляется проявление незасвеченных участков люминофора деминерализованной водой (рис. в).
Этот процесс производится трижды для нанесения участков красного, зелёного и синего цвета. Для получения триад люминофорных точек источник света при фотоэкспонировании каждого слоя должен находится в строго определённых положениях относительно центра экрана.
Алюминиевую плёнку наносят на люминофор методом испарения в вакууме. После откачки замкнутого объема через спираль пропускают ток накала для расплавления и испарения алюминиевого штабика. Алюминий конденсируется на экране, образуя плёнку толщиной 0,15 мкм.
| | 1 – вольфрамовая спираль - испаритель 2 – алюминиевый штабик |
4-ая стадия. Завершающей операцией общей сборки является заварка ЭОС в горловину оболочки кинескопа. ЭОС на стеклянной ножке вставляется в горловину и строго ориентируется относительно экрана. Затем при помощи горелок производится размягчение стекла, деформация и взаимное растворение стёкол ножки и горловины с образованием шва.
| | 1 – конус 2 – горловина 3 – ЭОС на стеклянной ножке 4 – горелки |
5-ая стадия. После заварки ЭОС трубка имеет законченную конструкцию, но не может работать, т.к. внутри неё не создано требуемое давление Pвак. Поэтому ЭЛТ проходит термовакуумную обработку – обезгаживающий прогрев стеклянной оболочки, внутренней арматуры и покрытий с одновременной откачкой. В процессе этой операции производится активирование катода, т.е. получение на его поверхности плёнки атомов чистого бария (Ba) с малой работой выхода (1,1…1,2 эВ).
| 1 – нагреватели | При достижении давления Pвак. = 10-2..10-3 Па термовакуумная обработка заканчивается и производится герметизация ЭЛТ – отпай от штенгеля. Окончательное давление Pвак. = 10-4…10-5 Па и состав остаточных газов в трубке формируется после распыления геттера (газопоглотителя) и тренировки ЦЭЛТ. После испытания прибор готов к работе. |
Электронные пушки
Электронные пушки – электроннолучевые приборы, предназначенные для получения высокоэнергетических пучков электронов для электронных технологий: электронно-лучевой литографии, электронной плавки, испарения, сварки, резания и других, а также для использования в электронных приборах: электронно-лучевых трубках, СВЧ – приборах (клистронах, лампах бегущей волны, лампах обратной волны) и других.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
