электровакуум.приборы (1084498), страница 10
Текст из файла (страница 10)
3.9. 3.7. КОКС а РУКАМИ КАТОДОВ Как уже указывалось, в злектровакуумных приборах применяются два типа конструкций катодов: прямонакальные и подогревные. Прямонакальные катоды применяются в основном в мощных генераторных лампах и приборах СВЧ. Основные виды таких катодов изображены на рис.
3.2. Ддя увеличения змиттирующей поверхности катодам придают петлевую конструкцию, форму спиралей или лент (рис. 3.10). Прямонакальные катоды характеризуются высокой экономичностью и коротким временем разогрева. Недостатком прямонакальных катодов является их незквипотенциальность, т. е. неравномерное распределение потенпиала по длине катода иэ-за падения напряжения, создаваемого протекающим по нему током, При питании таких катодов переменным током незквнпотенциаль. ность приводит к возникновению фона переменного тока в цели анода лампы.
Катоды прямого накала могут быть иэ чистого металла (вольфрамовые) и актнвированными (оксидные, оксидно-ториевые и др.). Большинство современных катодов подогревные (рис. 3.11). Они имеют одинаковый потенциал по всей поверхности, т. е. являются зквипотенциальными, имеют большую массу и, следовательно, большую тепловую инерцию, что позволило осуществить питание подогревателя переменным током.
К недостаткам подогревного катода следует отнести большее время разогрева и меньшую эффективность, чем у прямонакальных катодов. Керны катодов электронных ламп изготовляют в виде трубок круглого, овального или прямоугольного сечения. В электронно-лучевых трубках, где требуется получип узкий направленный пучок электронов, керн катода представляет собой цилиндр, на который наносится оксидное покрытие (рис. 3.12). В газоразрядных приборах катоды работают при давлениях 1 — 10 Па. В этих приборах наибольшее распространение получили оксидные ка- 44 а) 5 6 Рнс.
3.10. Прямонакальные лолостные (а) и металлолориспае (б) катоды: 1 — ленточный; 2 и 5 — спиралевидные; 4 — ленточный, невитый на ребро; 5 — спиральный плоский; б — летаевой; 1 — спиральный цилинврический; 8 — цилиндрический с прорезями тоды. В целях увеличения эмиссионной способности катоды выполняют нэ толстой проволоки или ленты, свертываемых обычно в бнфилярную спираль, или изготовляют в виде 'цилиндров с ребрами.
Мощные катоды для уменьшения тепловых потерь снабжают металлическими Ькранами (рис. 3.13) . 45 Рис. 3.11. Конструкции оксидных подогренных катодов: е — плоский; б — цилиндрический; е — консольный а) а1 3) г) Р) е) 46 Рис. 3.12. Катодный узел электронно-лучевых трубок," 1 — подогреватель; 2 — керн катода; 3 — керамическое основание Рис. 3.13. Катод водородного зиратрона: 1 — экран с ламепями; 2 — импрегнироаэнныа катод Попогреватель представляет собой керн из тугоплавкого металла, применяемый для нагрева катодов косвенного накала, Подогреватели должны обеспечивать в течение установленного срока службы следующие основные требования: малое время разогрева, определяющее время готовности прибора; высокую механическую прочность керна и изолирующего покрытия; выдерживать превышение температуры при активировке катода; иметь минимальный разброс по току накала при заданном напряжении накала; иметь долговечность, не меньшую долговечности катода.
Рис, 3.14, Конструкции подогревателей: е — складчатый; б, е — слнральные; г — бифилярный; д — бибмлирнал спираль; е — спиральный, складчатый; ж — гребепшовый неалундировенный; з — стержневой неалунциронеиный Основными параметрами подогревателей являются: рабочая температура, мощность накала и теплопроводность покрытия, Рабочая температура подогревателя задается, исходя нз требуемой температуры катода, и обычно превышает ее на 300-450 К.
2)ля увеличения зффективности передачи тепла подогревателя катоду производят чернение его поверхности или заполняют промежуток катод — подогреватель тепло- проводным составом. В качестве материалов кернов подогревателей используют металлы и сплавы, имеющие достаточно большое удельное злектрическое сопротивление, высокую температуру плавления и рекристаллизации, малую скорость испарения и удельную теплопроводность. Кроме того, зги материалы должны облацап пластичностью в холодном состоянии н не взаимодействовать с изоляционным покрытием в горячем состоя.
нии. Этим требованиям удовлетворяют: вольфрам с присадками окислов алюминия, кремния, щелочных металлов (марка ВА), сплавы вольфрама с рением ВР-20, ВАР-20 н особенно ВАР-5 и ВАР-10, сплавы вольфрама с молибденом МВ-50, МВ-20 и ВАМ-5. Дпя изоляции керна подогревателя от керна катода используют плавленую окись алюминия (алунд), обладающую хорошими изоляционными свойствами, высокой механической прочностью при высоких температурах. Лля нанесения алундового покрытия практически используются те же методы, что и при нанесении карбонатных покрытий на керим катодов. Основные типы конструкций подогревателей приведены на рис.
3.14. Выбор конструкции подогревателя определяется формой и размером керна катода. 47 При напряжениях накала 1 — 12 В применяются петлевые (складные) подогреватели (рис. 3.14, а — г), спиральные, спирально-петлевые и бифилярные. Последние обеспечивают равномерный нагрев катода и устраняют влияние магнитного поля тока накала на ток с катода. В высоковольтньгх подогревателях (50 В и более) применяют бифилярные подогреватели из спирализованной проволоки (рис. 3.14, д).
В отдельных случаях используют непокрытые подогреватели, которые вставляются в тонкостенные керамические трубочки, плотно входящие в гильзу катода. Для торцевых катодов, как правило, используемых в электроннолучевых приборах, применяются подогреватели иетлевые и биспиральные с бифилярной навивкой. Контрольные вопросы и задания 1. Назовите основные параметры катодов, по которым оцениваются их свойства. 2. Лля какой цели производят карбидирование торированного вольфрама? 3. Как устроен оксидный катод и каковы его свойства? 4. Какова цель активироваиия оксидиого катода? 5, Чем отличается синтерироваиный оксидный катод от обычного оксидного катода? 6.
Чем отличаются металлопорнстые, прессованные и пропитанные катоды от Ь -катодов? Назовите их основные свойства. 7. Объясните, почему рабочая температура подогревателей должна превышать температуру катода. Глава четвертая ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ОПТИКИ 4.1.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ОПТИКИ Лля понимания работы злектровакуумных приборов, особенно электронно-лучевых, важно знать законы движения заряженных часпщ (электронов и ионов) в электрических и магнитных полях. Изучение характера взаимодействия заряженных частиц с этими полями, формирование, фокусировка и отклонение электронных пучков являются предметом изучения электронной оптики. В настоящем изложении мы ограничимся рассмотрением геометрической электронной оптики, под которой будем понимать описание движения электронов в условиях, когда практически не проявляются их волновые свойства и электрон можно рассматривать как материальную частицу.
Между распространением световых лучей в оптических средах 48 юнги Рнс, 4.1, Аналогия между законом преломлення светового (а) н электронного (б) луча а) и движением заряженных частиц в электрических и магнитных полях имеется значительная аналогия. Эта аналогия не случайна, она базируется на общности законов распространения световых лучей в оптических средах и движения электронов в электрических и магнитных полях. Лля иллюстрации аналогии рассмотрим движение светового луча из среды с показателем преломления л~ в среду с показателем н, (рис.
4.1,а) и электрона в электрическом поле (рис. 4.1,6). В соответствии с законом геометрической оптики при переходе светового луча через границу раздела двух сред с различными показате. лями преломления (рис. 4.1, а) происходит его преломление, причем отношение синусов углов падения и преломления равно обратному отношению показателей преломления, т. е. зина,(зшб, = н,lл,, (4.1) у ~т уэг' Из рис.4.1,б следует, что у, = угаша и уз,= уэз(пб, откуда (4.2) 49 у,зша = уэа(пб. где а, и 1), — углы падения и преломления светового луча.
Несложно показать, что оптический закон преломления (4.1) справедлив также для электронного луча, проходящего из области потенциала Ц в область потенциала Уэ (рис. 4.1, б), Пусть электрон (электронный луч) падает на границу раздела областей под углом а и со скоростью г,. При переходе в обласп с потенциалом Уэ электрон приобретает скорость уэ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
