Коэффициентом умножения

Первичные электроны обладают энергией, достаточной, чтобы выбить из первого динода вторичные электроны п2, причем п2>п,. Отношение <У=я./я, называется коэффициентом вторичной эмиссии и может достигать для ФЭУ Iff.

Коэффициентом вторичной эмиссии называется отношение тока эмиссии /а вторичных электронов к току /J первичных электронов

В электронно-лучевых трубках применяют люминофор с коэффициентом вторичной электронной эмиссии а = 1. Поэтому потенциал люминофора остается практически неизменным, несмотря на то, что на его поверхность воздействует электронный луч.

мент с внешним фотоэффектом, усиление фототока в котором достигается путем использования вторичной электронной эмиссии. Вторично-электронные катоды, называемые иногда эмиттерами или динодами Д ( 4.3, а), обладают способностью излучать при бомбардировке первичными электронами число электронов большее, чем число первичных электронов, бомбардирующих их поверхность. Отношение числа вторичных электронов, выбитых с поверхности динода, к числу первичных электронов называют коэффициентом вторичной эмиссии о Высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии порядка

в приборе, помимо указанного фотокатода, будет помещено еще девять эмиттеров, обладающих каждый коэффициентом вторичной эмиссии а=5. Принять, что коэффициент сбора электронов а=0,6.

Помимо рассмотренных, имеются и другие виды ФЭУ, отличающиеся простотой конструкции, например ФЭУ канального типа. Умножение фотоэлектронов в них осуществляется в стеклянной трубке, внутренняя поверхность которой покрыта высоко-омным проводящим слоем с высоким коэффициентом вторичной эмиссии. На одном конце трубки расположен полупрозрачный фотокатод, эмиттирующий фотоэлектроны внутрь трубки под небольшим углом к ее оси. Фотоэлектроны попадают на проводящий слой, с которого выбивают поток вторичных электронов. К металлизированным торцам трубки, соединенным с проводящим слоем, подключено напряжение и протекает ток, вследствие чего внутри трубки создается продольное ускоряющее поле. Вторичные электроны ускоряются этим полем и попадают на противоположную стенку трубки, порождая новый, умноженный во много раз электронный поток, который попадает на анод, расположенный на другом конце трубки. При длине трубки до 5 см коэффициент умножения может достигать 10е.

Для того чтобы имел место эффект усиления электронного потока, отношения числа вторичных электронов к числу первичных для всех динодов должны быть больше единицы. Этс отношение а называют коэффициентом вторичной эмиссии.

Фотоэлектронными умножителями называют электронные приборы, в которых используется вторичная эмиссия для увеличения фототока. В однокаскадном фотоэлектронном умножителе размещают три электрода: фотокатод, сплошной электрод с большим коэффициентом вторичной эмиссии (динод)

Отношение общего числа вторичных электронов «2 к числу первичных электронов wx называют коэффициентом вторичной эмиссии:

Лампы со вторичной эмиссией. Высокое значение крутизны характеристики получается также при использовании в лампах вторичной эмиссии со специальных вторично-электронных катодов (дино-дов). Устройство одной из таких ламп показано на 4-18. Тетродаая часть лампы имеет обычную конструкцию. Электроны, прошедшие экранирующую сетку и отклоняемые лучеобразую-щими электродами, образуя ток /Д1, попадают на вторично-электронный катод, выполняемый из материала с коэффициентом вторичной электронной эмиссии а « 4 -=- 5 и удовлетворяющий обычным требованиям, предъявляемым к аноду (например, из никеля, активированного .окисью цезия или смесью окислов щелочноземельных металлов). Потенциал этого электрода ниже потенциала анода, поэтому вторичные электроны устремляются к аноду (ток /Д2). Если все первичные электроны попадают на вторично-электронный катод, то ток анода

При конструировании многоэлектродных ламп с целью уменьшения шумов в соответствии с (5-17) стремятся уменвшитьлоэффициент Ап (для чего экранирующую сетку делают редкой) или использовать низкое напряжение [7С2, чтобы уменьшить ток /сз. Для уменьшения коэффициента вторичной эмиссии электроды лампы выполняются из материалов с небольшим а или специально покрываются тонким слоем металла с малым коэффициентом вторичной эмиссии.

где /КБО — обратный (тепловой) ток эмиттерного перехода. В поле пространственного заряда коллекторного перехода неравновесные носители, заряда — дырки, подошедшие к коллекторному переходу, экстрагируются его ускоряющим электрическим лолем в область коллектора. В результате возникает процесс ударной ионизации и, как следствие этого, размножение носителей, которое учитывается коэффициентом умножения М в р — n-переходе: М ~

Построение широкополосных умножителей с большим коэффициентом умножения представляет сложную техническую задачу. Распространенные в радиотехнике резонансные умножители [Л. 101] работают лишь в узкой полосе частот, относительная ширина которой уменьшается обратно пропорционально коэффициенту умножения. Например, входная частота умножителя на 10 не должна изменяться больше чем на ± (3 + 4) %.

С увеличением коэффициента умножения амплитуда л-й гармоники тока /кп быстро убывает. Поэтому обычно применяют каскады с коэффициентом умножения не более пяти.

ность фазы синхронизирующего напряжения. В умножителе частоты с коэффициентом умножения т может существовать т устойчивых режимов умножения, которые различаются между собой начальной фазой синхронизирующей ЭДС при одной и той же начальной фазе генерируемых колебаний.

1 Следует отметить, что и в электрическом поле пространственного заряда коллекторного перехода может возникнуть «размножение» носителей в результате ударной ионизации, которое можно учесть коэффициентом умножения М. Этот коэффициент зависит от концентрации носителей, напряженности электрического поля в коллекторном р-п переходе и харакТерЗ efu распределения. Поэтому в общем случае коэффициент а = убМ может оказаться больше единицы. Однако специальные лавинные транзисторы, работающие в режиме лавинного умножения тока в коллекторном переходе, широкого распространения не получили.

Степень ионизации характеризуется коэффициентом умножения М^тготорый зависит от напряжения на переходе:

+ 3 В (по мере старения батареи) в стабилизированное напряжение + 5,5 В, Этот источник имеет ток покоя 1 мкА, обеспечивает стабилизацию по входу и нагрузке 5% и эффективность преобразования 85% при полной нагрузке для всего диапазона напряжений батареи. Как мы отмечали при обсуждении импульсных источников, традиционные линейные источники, использующие генератор, удвоитель и последовательный проходной стабилизатор, были бы гораздо менее эффективными, потому что при более высоких нестабили-зированных напряжениях потери в стабилизаторе возрастают. Схемы с обратным выбросом эффективны как умножители напряжения с переменным коэффициентом умножения; они дают чрезвычайно высокий КПД и поэтому достаточно привлекательны для использования в микромощных схемах.

Каждый каскад характеризуется собственным коэффициентом умножения {я.(}, i = \,2,...,N, который определяются алгоритмом Левинсона-Дурбина. Ошибки вперёд и назад /„,(0 и bm(t) обычно называют остатками. Средний квадрат этих остатков равен

Сильная зависимость коэффициента от напряженности поля в области умножения проистекает от двух основных причин: существует положительная обратная связь между коэффициентом умножения и напряженностью поля из-за наличия двух типов носителей, которые могут ионизировать; скорость ионизации экспоненциально возрастает с ростом напряженности поля. Рассмотрим влияние положительной обратной связи. Если в область умножения инжектируется чисто электронный ток, то сначала первичные' электроны генерируют вторичные пары. Вторичные электроны становятся неотличимыми от первичных. Вторичные дырки движутся в противоположном направлении и во время движения генерируют новые пары. Коэффициент умножения Мп для инжектированного электронного тока зависит от ионизирующих способностей носителей обоих типов а

Аналогичное выражение имеет коэффициент умножения и для инжектированного дырочного тока. Обратная связь между коэффициентом умножения и приложенным напряжением, обусловленная присутствием носителей двух типов, приводит к нелинейному возрастанию коэффициента умножения при увеличении напряжения. Для уменьшения обратной связи надо, чтобы; фототок состоял из носителей с большой скоростью ионизации. Следовательно, желательно иметь материал, для которого, отношение скоростей ионизации электронов и дырок велико во всем интервале ионизирующих полей. В таких материалах будет меньше и время нарастания лавины.

При умножении частоты в 2 раза сигнал с выхода соответствующего фильтра через выходной электронный переключатель поступает на выходной разъем «Выход 50—200 МГц». В случае работы с коэффициентом умножения 4 сигнал с выхода полосовых фильтров поступает на соответствующие удвоители частоты и полосовые фильтры с полосами пропускания 100—120 МГц, 120—140 МГц, 140—160 МГц, 160—180 МГц и 180—200 МГц. Выход этих полосовых фильтров электронным переключателем подключается к выходному разъему «Выход 50—200 МГц». Для стабилизации выходного напряжения в диапазоне 50—200 МГц предусмотрена система АРУ, состоящая из детектора, усилителя постоянного тока и управляемого аттенюатора, включенного перед широкополосным умножителем частоты. 220

Дальнейшее расширение диапазона выходных частот прибора достигается с помощью еще одного удвоителя частоты. При работе с коэффициентом умножения частоты, равным 8, сигнал с полосовых фильтров 100—200 МГц поступает на пять электронных переключателей.