Электронов эмиттируемых

Развертка осуществляется с помощью отклоняющих 9 и фокусирующих 10 катушек, как правило, «медленным» электронным лучом, который не выбивает с поверхности фотомишени вторичных электронов. Электронный поток, испускаемый катодом прожектора 8, запирается во время обратного хода с помощью управляющего электрода 7, на который подаются гасящие импульсы. Во время прямого хода поток ускоряется первым анодом 6, а затем попадает в равномерное тормозящее поле, образованное вторым анодом 5 и прозрачной для

Принцип работы электронно-лучевой трубки с электростатическим управлением. В торце узкой части (горловины) стеклянного баллона расположен катод в виде небольшого цилиндра, внутри которого помещена спираль для подогрева. Дно цилиндра с внешней стороны покрыто оксидным слоем; с его поверхности при подогреве эмиттируются электроны. Катод расположен внутри другого цилиндра с небольшим круглым отверстием — диафрагмой. Этот цилиндр называется управляющим электродом или модулятором и служит главным образом для изменения плотности тока электронного луча. К модулятору подводится небольшой отрицательный относительно катода потенциал, регулируемый в пределах от нуля до нескольких десятков вольт. Изменение этого потенциала приводит к изменению плотности объемного заряда вблизи катода и, следовательно, высоты потенциального барьера. При более отрицательном потенциале часть электронов возвращается к катоду и плотность электронного потока уменьшается. Электронный поток формируется только за счет электронов, прошедших через диафрагму диаметром около 1 мм.

Далее по оси трубки располагаются еще два цилиндра — первый и второй аноды (фокусирующий и ускоряющий электроды). Первый анод, находясь под положительным потенциалом в несколько сотен вольт, ускоряет движущийся от катода поток электронов. Ко второму аноду подводится напряжение, достигающее в некоторых электронно-лучевых приборах десятков киловольт, поэтому электроны выходят из второго анода 'с достаточно высокой скоростью. Аноды не только ускоряют электроны, но также обеспечивают формирование узкого электронного пучка — фокусировку электронного потока. Вследствие различия Потенциалов катода, модулятора, первого и второго анодов в пространстве между ними создаются неоднородные электрические поля — электронные линзы (см. далее § 7-3). Проходя через эти линзы, электроны образуют узкий, сходящийся у экрана поток электронов — электронный луч. Вся система электронов крепится на траверсах и образует единое устройство, называемое электронным прожектором 1.

Электронный прожектор предназначен для формирования пучка электронов. Его работа основана на способности электрических и магнитных полей, имеющих осевую симметрию, фокусировать поток электронов, расходящийся из одной точки аналогично тому,

Электронная пушка. Электронной пушкой, или электронным прожектором, называется система электродов, позволяющая получить направленный поток электронов (электронный луч). Помещается она в узкой удлиненной части колбы и состоит из подогревного катода, управляющего электрода и двух анодов.

Принцип работы электронно-лучевой трубки с электростатическим управлением. В торце узкой части (горловины) стеклянного баллона расположен катод в виде небольшого цилиндра, внутри которого помещена спираль для подогрева. Дно цилиндра с внешней стороны покрыто оксидным слоем; с его поверхности при подогреве эмиттируются электроны. Катод расположен внутри другого цилиндра с небольшим круглым отверстием — диафрагмой. Этот цилиндр называется управляющим электродом или модулятором и служит главным образом для изменения плотности тока электронного луча. К модулятору подводится небольшой отрицательный относительно катода потенциал, регулируемый в пределах от нуля до нескольких десятков вольт. Изменение этого потенциала приводит к изменению плотности объемного заряда вблизи катода и, следовательно, высоты потенциального барьера. При более отрицательном потенциале часть электронов возвращается к катоду и плотность электронного потока уменьшается. Электронный поток формируется только за счет электронов, прошедших через диафрагму диаметром около 1 мм.

Далее по оси трубки располагаются еще два цилиндра — первый и второй аноды (фокусирующий и ускоряющий электроды). Первый анод, находясь под положительным потенциалом в несколько сотен вольт, ускоряет движущийся от катода поток электронов. Ко второму аноду подводится напряжение, достигающее в некоторых электронно-лучевых приборах десятков киловольт, поэтому электроны выходят из второго анода 'с достаточно высокой скоростью. Аноды не только ускоряют электроны, но также обеспечивают формирование узкого электронного пучка — фокусировку электронного потока. Вследствие различия Потенциалов катода, модулятора, первого и второго анодов в пространстве между ними создаются неоднородные электрические поля — электронные линзы (см. далее § 7-3). Проходя через эти линзы, электроны образуют узкий, сходящийся у экрана поток электронов — электронный луч. Вся система электронов крепится на траверсах и образует единое устройство, называемое электронным прожектором 1.

Основной тип полупроводникового триода представляет собой кристалл полупроводника, разделенный на три области с поочередно меняющимися типами проводимости. Если объем с электронной проводимостью заключен между двумя объемами с дырочной проводимостью и к каждой из областей присоединены контакты и выводы, которыми система может быть включена в схему ( 4.5, а), то получающийся при этом трехполюсник является полупроводниковым триодом типа р — п — р. Наоборот, если объем с дырочной проводимостью заключен между двумя объемами с электронной, то триод — типа п — р—п ( 4.5,6). Иначе говоря, триод состоит из двух р — «-переходов, причем одна область (р или п) является общей. Рассмотрим кратко работу полупроводникового триода типа р — п — р. Если к триоду не приложено никаких внешних разностей потенциалов, токи через р — «-переходы отсутствуют *). Пусть теперь на левый контакт ( 4.5, в) подан (относительно среднего) небольшой положительный потенциал, составляющий обычно доли вольта, а на правый — большей отрицательный, порядка единиц или десятков вольт. При этом потенциальный барьер между левой и средней областями понижается, а между правой и средней — повышается. Тек как р — п-переход между левым и средним контактами включен в прямом направлении, то его ток складывается из дырочного и электронного токов, как в обычном полупроводниковом диоде. Из левой области р в среднюю происходит инжекция дырок, а из средней «-области в левую — электронов. Электронный ток в левой области (ток неосковных носителей) в результате рекомбинации и непосредственно замыкается через источник питания ?эб. Часть дырок, инжектированных в среднюю «-область из левой, рексмбинирует с электронами, дру-

Если через зазор пролетает одиночный электрон или группа электронов (электронный сгусток), то колебания в полом резона горе будут затухающими. Пропуская через резонатор модулиро-

катодом создает узкий пучок электронов (электронный «луч»), сходящийся в очень маленькое пятнышко п на люминесцирующем экране Э, нанесенном изнутри на стенке трубки. Трубка откачана до высокого вакуума. Между источником и экраном расположены две пары металлических пластин ninl и /72Я8, которые отклоняют электронный пучок в двух взаимно перпендикулярных направлениях. На одну из пар пластин, например /7^, накладывается электрическое напряжение, изменяющееся во времени, как показано на 402 («пилообразное» напряжение), создаваемое специальным генератором внутри осциллографа. Это напряжение вызывает равномерное движение пятна на экране в горизонтальном направлении («развертка во времени»). На вторую пару пластин накладывают исследуемое напряжение. Под действием обоих электрических полей, создаваемых пластинами П^П^ и /74Я4, пятно на экране вычерчивает кривую, изображающую зависимость исследуемого напряжения от времени. Отклонение электронного луча в осциллографе пропорционально приложенному напряжению и поэтому электронный осциллограф представляет собой быстродействующий вольтметр. Так как электроны имеют ничтожную массу, то электронный луч практически не обладает никакой инерцией даже для очень быстро изменяющихся напряжений, в чем и заключается основное достоинство электронных осциллографов. *

Изучая основы геометрической электронной оптики, будем оперировать такими понятиями, как «поток электронов», «электронный пучок» и «электронный луч». Наиболее общим является понятие «электронный поток» — совокупность движущихся примерно в одном направлении электронов, причем в ряде случаев поток можно рассматривать без учета граничных условий или вообще считать его неограниченным. Электронный пучок — это оформлен-

Промышленностью выпускается множество различных типов фотоэлектронных умножителей. Наибольшее распространение получили фотоэлектронные умножители с электростатическим управлением и фокусировкой потоков электронов. Устройство фотоэлектронного умножителя такого типа показано на 4.24. Между фотокатодом К. и первым динодом Д^ часто располагают систему электродов, образующих электростатические линзы, которая называется входной камерой ФЭУ. Входная камера предназначена для фокусировки и ускорения электронов, эмиттируемых фотокатодом и направляемых на первый динод. Качество входной камеры характеризуется коэффициентом сбора электронов VK, равным отношению количества электронов, достигающих первого динода, к количеству электронов, эмиттируемых фотокатодом. Анод А изготов-

На 1.20, а показано схематическое изображение пентода высокой частоты, у которого защитная сетка имеет отдельный вывод, на 1.20, б— условное обозначение пентода, у которого защитная сетка соединена с катодом внутри баллона лампы, на 1.20, в — устройство управляющей сетки в высокочастотном пентоде 6К4П (серия К), называемом иначе пентодом «варимю». Благодаря переменному шагу намотки управляющей сетки лампа имеет переменную крутизну характеристики и, следовательно, переменный коэффициент усиления. При небольших отрицательных напряжениях на сетке вся ее поверхность принимает участие в управлении величиной анодного тока, поэтому крутизна характеристики сравнительно велика. С увеличением отрицательного напряжения смещения густая часть сетки для электронов, эмиттируемых катодом, становится почти непроницаемой, и управление анодным током осуществляется только средней (не очень густой) частью сетки, поэтому крутизна характеристики заметно уменьшается.

Световая характеристика /ф = / (F) при Ua = const ( 4.2, г) электровакуумного фотоэлемента прямолинейна, так как число электронов, эмиттируемых фотокатодом, пропорционально освещенности фотоэлемента *. Линейная световая характеристика сурьмяно-цезие-вых и серебряно-цезиевых электровакуумных фотоэлементов дает возможность применять их для звукового кино, где запись звука основана на принципе изменения светового потока, проходящего через звуковую дорожку киноленты. Темновой ток фотоэлементов с внешним фотоэффектом объясняется термоэлектронной эмиссией фотокатода, существующей даже при комнатной температуре, а также током утечки фотоэлемента и током электростатической эмиссии. Темновой ток электровакуумных фотоэлементов не превышает обычно десятых долей микроампера.

2.4. Какая доля электронов, эмиттируемых с поверхности металла, имеет нормальную составляющую скорости выше средней?

База является управляющим электродом (и действует как бы аналогично управляющей сетке в вакуумном триоде). С^йако это только формальное сходство: в электронной лампе происходит управление напряжением, а в биполярном транзисторе — управление током. При изменении напряжения на управляющей сетке число электронов, эмиттируемых катодом, практически неизменно и управляющая сетка играет роль клапана, пропускающего только часть электронного потока.

СОСТОЯНИЙ может являться причиной изгиба энергетических зон вблизи поверхности, они могут оказывать определяющее влияние на формирование, барьеров и контактов металл — проводник, металл — окисел — полупроводник и т. д. Регистрируя значения энергий оже-электронов, эмиттируемых атомами при их возбуждении, и сравнивая эти значения с табулированными, определяют химическую природу атомов, из которых эти электроны были эмиттированы.

ской энергии катоду повышает результирующую эмиссию по сравнению с эмиссией, создаваемой только ионами. Выход электронов под суммарным воздействием принято называть у-процессом. Так как количественно учесть число фотонов и нейтральных частиц, достигающих катода, не представляется возможным, то обычно принято все число электронов, эмиттируемых катодом, относить условно только к действию ионов. Число электронов, приходя-

Абсолютное значение тока насыщения /0 зависит от количества электронов, эмиттируемых катодом (интенсивность фотоэлектронной либо термоэлектронной эмиссии), или же от числа возникающих в междуэлектродном промежутке актов ионизации.

Отрицательный вначале участок кривой потенциалов относится к катодно-сеточной области и содержит потенциальный минимум — UQ, от которого отражается, как было показано на 3-45, а, большинство электронов, эмиттируемых катодом. Лишь очень небольшое число

Электронной пушкой называют устройство, в котором пучок электронов, эмиттируемых катодом, формируясь в электрическом и магнитном полях, ускоряется в электрическом поле, выводится через отверстие в аноде и направляется на объект.

Если начальная скорость электрона меньше этого значения, то электрон не сумеет преодолеть потенциальный барьер и, уменьшив скорость до нуля, возвратится под действием поля на катод. В области тормозящего поля (0 — хмпн), таким образом, будут находиться электроны, не только движущиеся к аноду, но и возвращающиеся обратно на катод. При неизменном напряжении накала установится динамическое равновесие, при котором число уходящих к аноду и возвращающихся к катоду электронов равно числу электронов, эмиттируемых катодом. Следовательно, анодный ток будет меньше тока эмиссии.