Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Поток фотозлектронов, плотность эмиссии которых соответствует распределенщо освещенности на поверхности фотокатода, проходит через вырезающее отверстие (диафрагму). Эта диафрагма делит диссектор на секцию фокусировки и отклонения фотоэлектронов от секции умножения. В секции умножения электроны поступают на нагрузочный резистор коллектора, формируя видеосигнал. фокусировка электронного изображения осуществляется квазиоднородным магнитным полем 8, а отклонение электронного луча — магнитным полем отклоняющих катушек 9.
Электронное изображение по площади диафрагмы перемещается строка за строкой. Отсутствие принципа накоплеютя заряда повышает быстродействие диссекторов и воз-1 з можность их использования в быстропротекающих процессах. 1' Отечественной пролтыщленностью была разработана широкая номенклатура передающих электронно-лучевых приборов (рис. 4.25) Рис 4.25. Отечественные передающие электронно-лучевые приборы 4.5.3. Приборы типа "сигнал — сигнал" К приборам типа "сигнал — си~ нал" относятся электронно-лучевые преобразователи электри«еских сигналов, позволяющие преобразовать последовательность входных электри. ческих сигналов в модифицированную последовательность выходных электрических сит.
палов. Это приборы преобразования аналогового сигнала в дискретный, запоминание сигнало~ с последующим воспроизведением, преобразование телевизионных сигналов по разлил ным стандартам и т. д. Приборы этого типа делятся на запотшаюгяле и без танотшанпя. В запоминающих приборах электронный пучок модулируегся входным элелтрическиьт сигналом в процессе сканирования мишени. Мишень представляет собой диэлектриче скип слой на поверхности металла. Электронный луч формирует на поверхности ттнэлек- 4 Приборы и устройства вакуумной электроники 133 рика потенциальный рельеф.
Считывание осуществляется тем же или другим электрон„„щ лучом. Запоминающие прообразователи позволяют многократно воспроизводить однократно записанную информацию. К запоминающим преобразователям относятся графекон, литокон и другие пребразователи. )-рафекоп предназначен для преобразования электрических сипилов. Пучком быстрых электронов (-1О кэВ) осуществляется запись информации в слое диэлектрика на металлической подложке.
Кодирование сигнала осузцествляется путем записи потенциального рельефа, сохраняющего долгое время свое состояние. В процессе считывания ток вторичной эмиссии с мишени попадает на коллеь-гор, будучи промодулирован потенциальным рельефом мишени. Большая глубина потенциального рельефа мишени (- 1О В) позволяет многократно считывать однократно записанный сигнал Время считывания — ! минута. Стирание ненужного потеицнгща осуществляется записывающим электронным пучком (рис. 4.26). Рис. 4426. Схема грвфеконв: 1 — записывающий прожектор; 2 — электронный пучок записи; 3 — траектории вторичных электронов; 4 — коллектор вторичных электронов; б — экран; б — считывающий электронный луч; 7 — считывающий прожектор Литохап — однолучевой прибор с мишенью нз проводящей подложки с мозаикой из диэлектрических элементов.
При считывании доля электронного пучка изменяется в соответствии с потенциальным рельефом мишени. йьтитаюипе попзепцпалоскапы представляют собой электронно-лучевьш преобразовате.чн, у которых выходной сигнал воспроизводит разность двух последовательно записанных электрических сигналов.
Приборы с запоминанием используются для взаимного преобразования изображений, «Ранения данных, записи быстропротекающих процессов, 4 5.4. Приборы типа "свет — свет" П нб Р боры типа "свет — свет" предназначены для преобразования изображения из одной обла ласти спектра в другую, а также для усиления яркости изображений и визуализации ~лабо "бо светящихся объектов, недоступных прямому наблюдению глазом. К прнб Риборам этого типа относятся э тхтраппа-оптические преабразааателп (ПОП). В основе е Раооты ПОП лежит принцип преобразования оптического излучения в электронное, его (Рис Усиление и обратное преобразование электронного изображения в оптическое Р"с 4 27).
Усиление обеспечивается процсссамн ускорения электронов сидьным элек- Часть 8 Вакуумная и плазменная электроника 134 трическим полем. При этом невилимое глазом изображение преобразуется в оптический спектр, усиление оптического излучения может достигать несколько порядков. Рис. 4.27. Схема электронна-оптического преобразователя с усилителем изображения нв пюмииесцентнаы экране 1 — входное изображение; 2 — изображение на фатакатаде, 3 — фатакатад; Л вЂ” пучок фатазлектранав; 5 в зквипатенциапьные поверхности, б — факусирующий электрод; Т вЂ” анод;  — пюминесцентный экран Создавая многокамерные ЗОП, можно достичь усиления до 1О раз.
Это позволяет реги- 7 стрировать каждый акт фотозмиссии. В качестве фотокатодов используются многощелочные сурьмяно-цезиевыс или кислородно-цезиевые покрытия Разрешающая способность У, характеризующая четкость изображения, ограничивается аберрациями электронно-оптической системы.
Обычно значение У составляет порядка 25 штрихов~мы. ЭОП широко применяются в ИК-технике, спектроскопии, медицине, ядерной физике и т. д, В последнее время для усиления изображения используются микроканатьиые пластины, отличающиеся высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии.
4.6. Фотоэлектронные приборы Фотоэлектронные приборы — элсктроввкуумиые приборы, преобразующие электромагнитные сипшлы оптического диапазона в электрические токи, напряжения, К вакуумным фотоэлектронным приборам, прежде всего, относятся фстоэлелгвнты вакуулгныв и Фатоэлектроккьге умкоэюктелв, в которых испольтуется внешний фотоэффект. 4.6.1. Вакуумные фотоэлементы Фотоэлеменуп вакуумный состоит из фотокатода А; анода А и вакуумного баллона (рис. 4.28). фоточувствительный слой наносится либо непосредственно на стсклянный баллон (рис, 4.28, а, позиции 1, 2, 4), либо на поверхность специальной подложки, смонтирован ной внутри баллона (рис, 4.28, а, позиция 3).
Световой поток Ф попадает на фотокатод и стимулирует фотоэлектронную эмиссию, в результате чего между фотоквтодом и анода~ созлается поток свободных электронов. Наибольшее распространение получили вакуумные фотоэлементы с сурьмяно-цезиевым многошелочиым или кислоролно-серебряно-цезневым фотокатодами. Применение газонаполненных фотоэлементов ограничено их нестабильностью и нели нейностью их световой характеристики.
4 ()риберы и устройства вакуумной электроники 135 а) б) Рис. 4эзв. Общий вид фотоэлементов различных конструкций (а), схема их включения (б) и образцы промышленных фотоэлементов (е) 4.6.2. Фотоэлектронные увлножители Фоглсэлеклэронлый умнсжлтель (ФЭУ) предназначен для усиления слабых фототоков.
Вго работа основана на эффекте вторичной электронной эмиссии. Фотоэлектронный умножитель состоит из фотокатола, каскада динодов, обеспечивающих умножение электронов за счет вторичной электронной эмиссии, анода и дополнительных электродов, помещенных в вакуумный баллон (рис. 4,29, а), Световой поток сб стимулирует фотоэлектронную эмиссию с фотокатода К. Электронно- оптическая система входной камеры направляет эмитированные электроны на систему дннодов. В динодах благодаря эффекту вторично-электронной эмиссии происходит умножение числа электронов.
На анод попадает поток вторичных электронов, умноженных каждым динодом. ('онструкции фотоумножителей весьма разнообразны, однако принцип одинаков: умножение э. ситро ов происходит в системе дискр -ных динодов. Оии име корытообраную, коробчатую, торроидазьную, либо жазюзийную форму с линейным или круговым Рзсположспием.
Фототок, благодаря эффекту вторичной электронной эмиссии, может быть увеличен до (бз раз. о функциональному назначению ФЭу делятся на две крупные группы: измерители прелельно малых постоянных или медленно меняюпшхся световых потоков; чз Регистраторы слабых кратковременных световых потоков. ФЭу широко используется для регистраций слабых излучений вплоть до одиночных кван антов, а также в различной оптической аппаратуре. ('аз а заработаны конструкции ФЭУ для работы в разных областях спектра электромагнитного "зпучения, Часть 1. Вакуумная и плазменная электроника Ь)иокаиальиый электронный Еэстониножиимяь- это непрерывный динод или канал, к концам которого приложено напряжение порядка! + 3 кВ. (!а внутренней стороне поверхности канала создан активный слой, об>падающий вторичнон электронной эмиссией и распределенным электрическим сопротивлением.
Переме,цение вторичных электронов происходит пол действием аксиального электрического 9 поля. Усиление а таком ФЭУ может достигать значений 10 . а) Рис. вэаа. Схема фотоэлектронного умножителя (а), ФЭУ с коробчатыми динодами (б), ФЭУ с жалюэийиыми динодами (е): К вЂ” фстокатод; Э вЂ” диноды; Э вЂ” входная диафрагма; А — анод; Д вЂ” делитель напряжения Вторично-электроиныи) умиоэхитачь (ВЭУ) представляет собой вакуумное электронное устройство, предназначенное для умножения вторичных электронов.
ВЭУ без оболочки называют открытыми и используются в условиях естественного вакуумного пространства. ВЭУ с ооолочкой или закрытого типа широко используются в ращичной научно-исследовательской и проьэышленной аппаратуре. Задачи и упражнения )4~~. Вывод выражений для потенциала, плотности заряди и тока, напряженности поля и скорости электронов в планарноы диоде Рассмотрим диод, в котором ток ограничен пространственным зарядом.
Найлите зависи мости следующих величин от расстояния до катодах; Потенциала 1'. 2. Плотности пространственно~ о заряда р. 3. Напряженности электрического поля Е 4 Приборы и устройства вакуумной электроники решение В плоскопараллельном диоде при условии ограничения тока пространственным зарядом потенциал изменяется с расстоянием.т от катода по закону Г = у', (х/г()'"Р, где ог — расстояние между катодом и анодом. на католе т'= О, а на виоле Г= 1;,. Тогда (4.1.1) 2. Запишелг уравнение Пуассона, дающее распределение потенциала по координате х (4.1.2) г(х вг откуда получаем г(г)т Р=- О 4,7 Но, поскольку р 1 4 г,('г ) то, дифференцируя это выражение, имеем (4.1.3) Подстановка выражения (4.1.3) в (4.1.2) дает зависимость плотности пространственного заряда отто 3, пч ля напряженности электрического поля имеем: й! 4! 1:„)! У ох 3 „.~рг г 4 1)детности тока Х Скорости электрона и Вычислите значение каждого из перечисленных выше параметров в точке, находящейся „а половине между анодом и католом плоского диода.
Пусть к аноду приложено напря, ение 100 В, а расстояние между катодом и анодом равно 1 см. Часть !, Вакуумная и плазменная электроника 188 тп 9.! 1тл )ео 29 Исходя из этого, выражение для плотности тока.! примет следующий вид: -г=-ео — ' — ', =-ео (4.1.4) Видно, что.У не зависит от х. 5, Скорость электронов определяется выражением где — х' . (/з ! (4 1.5) Подставляя (4.1.5) в значение для скорости электронов, получаем 29„,у 2 1 )( Расчеты 1, В выражение для потенциала и= фх" подставляем численные значения 1~„— — ! 00 В, Н = 10 ' м, х = 0,5к!0"' м. Таким образом, получаем, что 1'= 100 ! 2 о~ = 100 ! 2 52 = 39 7 В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
