Ускоряющего конденсатора

Электронный прожектор состоит из ускоряющего электрода J, первого 6 и второго 7 анода.

В приемниках цветного изображения используются специальные типы кинескопов — трехлучевые трубки с мозаичным экраном из люминофора красного, зеленого и синего свечений. Схематический вид цветного кинескопа показан на 15.16. Особенностью рассматриваемого устройства является использование трех электронных прожекторов, создающих три луча. Каждый прожектор состоит из нити накала 2, катода 3, модулятора 4, ускоряющего электрода 5, первого 6 и второго 7 анодов. Высокое напряжение второго анода (около 25 кВ) обеспечивает достаточную яркость свечения люминофора. В таком кинескопе используется магнитная система сведения лучей трёх электронных прожекторов (катушки 8) и магнитная система развертки лучей (катушки 9). Катушки 8 и 9 располагаются на горловине трубки. В таком кинескопе внутри колбы / перед люминофором расположена металлическая распределительная маска 11, обеспечивающая попадание электронных лучей, модулированных сигналами «красного R», «синего В» и «зеленого G» цветов на соответствующие точки люминофора. При этом точки экрана (красная, синяя и зеленая) определяют один элемент изображения. Число отверстий в маске достигает 0,5 млн., а люминофорных точек 1,5 млн.

Устройство, формирующее электронный луч, состоит из подогревного катода и четырех цилиндрических коаксиальных электродов: модулятора, ускоряющего электрода, первого и второго анодов. Это устройство называется электронным прожектором.

Более совершенна электронная пушка с ускоряющим электродом, находящимся под потенциалом изделия. Такая пушка помимо повышения плотности энергии дает возможность широкого регулирования этой плотности, а наличие ускоряющего электрода с отверстием для прохождения пучка электронов позволяет существенно отдалить свариваемое изделие от катода, что, в частности, облегчает наблюдение за процессом сварки.

Для получения большой разрешающей способности при высокой пороговой чувствительности применяются более сложные конструкции ЭОП с электростатической фокусировкой. Его схема включения показана на 15.16, б. На ускоряющий электрод УЭ относительно фотокатода подается напряжение U\ порядка сотен вольт, а на экран — напряжение U в десятки киловольт. Подбором потенциала ускоряющего электрода производится фокусировка изображения на экране.

Описанная система получила название радиальной пушки; она отличается от установки с кольцевым катодом наличием ускоряющего электрода 4. Но и здесь излучатель электронов находится в общей вакуумной камере, где происходит процесс плавки; поэтому все основные недостатки печи с кольцевой пушкой присущи и печам с радиальной пушкой.

Введение третьего ускоряющего электрода позволяет на порядок повысить скорость записи, а использование высоковольтных трубок специалыюй конструкции доводит ее до 106 м/с, что позволяет исследовать однократные явления продолжительностью примерно в доли наносекунд.

Скорость электронов, покидающих катод, можно увеличить с помощью ускоряющего электрода, на который подается высокий положительный потенциал.

где Е/у э — напряжение на следующем за модулятором ускоряющем электроде; Ua — напряжение на аноде, расположенном за ускоряющим электродом; DM и Dy э — проницаемости модулятора и ускоряющего электрода соответственно. В большинстве электронных прожекторов влияние потенциала третьего электрода ничтожно мало, поэтому для напряжения запирания можно • записать:

Потенциал первого ускоряющего электрода сравнительно невысокий (несколько сотен вольт) и практически определяет напряжение запирания. Этому способствует также обычно применяемая диафрагма в первом ускоряющем электроде, которая ослабляет влияние потенциалов последующих электродов на

Электронные прожекторы, используемые в большинстве электронно-лучевых трубок, состоят из двух линз. Первая представляет собой так называемый иммерсионный объектив, состоящий из катода — источника электронов, модулятора — электрода с отрицательным относительно катода потенциалом, изменяя величину которого можно менять величину тока электронного пучка, и ускоряющего электрода, имеющего положительный потенциал ( 2.21). Пунктирными линиями показаны эквипотенциальные поверхности.

В реальных схемах резисторы R1 шунтируются конденсаторами С относительно небольшого сопротивления. Во время быстрых процессов, которыми характеризуется процесс опрокидывания, конденсатор С практически полностью шунтирует резистор R1, и изменение тока коллектора почти целиком идет на приращение тока базы, формируя при этом крутые фронты импульсов. Это значительно ускоряет диффузионные процессы в транзисторе и, следовательно, процесс опрокидывания. Поэтому конденсаторы С часто называют ускоряющими. Следует иметь в виду, что увеличение быстродействия достигается лишь при определенных емкостях. При увеличении емкости ускоряющих конденсаторов выше некоторого оптимального значения быстродействие триггера будет уже не возрастать, а уменьшаться. Это связано с тем, что после опрокидывания схемы ускоряющие конденсаторы должны к приходу следующего запускающего импульса перезарядиться. Оптимальная емкость ускоряющего конденсатора, при которой обеспечивается максимальное быстродействие, равна

Т[ и Тг с диффузионными резисторами в коллекторных цепях RI, R2 и Kg. Токи эмиттеров 1Э\ и 132 задаются источником стабилизированного тока, построенным на транзисторной структуре Тз с резистором в эмиттере Кз- Ток этого транзистора задается и стабилизируется транзистором Т^ в диодном включении с последовательно включенными резисторами Кд и R$. Эта же цепь одновременно используется для задания и стабилизации режима транзисторной структуры Tg, которая также применяется в качестве источника тока и высокоомного сопротивления в цепи эмиттера повторителя напряжения на Т7. Выходное напряжение входного каскада усиливается инвертором на Т(,, который совместно с эмиттерным повторителем на TS одновременно реализует преобразование двухфазного сигнала в однофазный (см. § 3.7). Сдвиг уровня осуществляется при помощи эмиттерного повторителя на Тт. Для уменьшения выходного сопротивления ИОУ используется повторитель напряжения на Тд, который охвачен положительной обратной связью .(через Tg), для повышения коэффициента усиления в 2,5 раза. Каскад сдвига уровня с выходным повторителем, охваченным положительной обратной связью, был подробно рассмотрен в § 3.3. Зарядная емкость диода Д выполняет функции ускоряющего конденсатора, способствующего уменьшению искажений крутых перепадов.

Еадкоеть ускоряющего конденсатора должна быть, с одной стороны, достаточно большой, чтобы создать значительное приращение базового тока в течение всего времени включения транзистора, но, с другой стороны, не очень большой, чтобы емкостная составляющая тока успела уменьшиться до нуля при длительности отрицательной полуволны т, а в течение длительности положительной полуволны кон-

После завершения процесса переключения транзисторов мультивибратор переходит во второе, квазиустойчивое состояние равновесия. В этом режиме транзистор 7\ насыщен, транзистор Г2 заперт. За время пребывания мультивибратора в квазиустойчивом состоянии равновесия происходят следующие процессы. Первый из них — сравнительно быстрый процесс зарядки ускоряющего конденсатора С2. Конденсатор С2, который в длительно устойчивом состоянии равновесия был заряжен до малого напряжения UС2 =Uei +1^кн21 ~ ^бь теперь начинает заряжаться от источника —Е через резистор RKZ ( 6.63). Постоянная времени цепи зарядки- конденсатора С2

3. Рассчитаем емкость ускоряющего конденсатора Сб по формуле (3.46), подставив в эту формулу вместо С„ (1 + Рд/) эффективное значение суммарной паразитной емкости Сп 9ФФ, определяемое выражением

Отметим, что емкость ускоряющего конденсатора Со практически определяется постоянной времени перезаряда паразитных емкостей RKCn 9фф. Это объясняется тем, что в данном случае схема работает при сравнительно большой емкостной нагрузке, поэтому инерционность транзистора, обусловленная процессами в базе, практически не сказывается (ty/vP/v « »трл,
Переходный процесс в триггерах характеризуется также временем восстановления Гвосст напряжения или тока на входе. Это время зависит от постоянной времени перезаряда емкостей во входной цепи триггера т3. Время восстановления косвенно влияет на быстродействие триггера. При перебросе триггера во входной цепи появляется дополнительное напряжение смещения, обусловленное разрядным током ускоряющего конденсатора и называемое динамическим. Оно растет с увеличением частоты следования спусковых импульсов, так как за сравнительно короткие промежутки времени ускоряющий конденсатор не успевает полностью перезарядиться. На ней накапливается заряд, что способствует увеличению ее тока разряда, протекающего во входной цепи закрытого транзистора. Поэтому в цепи базы или затвора этого транзистора образуется дополнительное запирающее смещение, которое приводит к увеличению длительности стадии подготовки, а следовательно, к уменьшению быстродействия триггера. При чрезмерном увеличении динамического смещения триггер перестает регистрировать часть спусковых импульсов, т. е. появляются просчеты.

3. По формуле (5.93) находим емкость ускоряющего конденсатора: С > ЗСИ = 3-52 = 156 пФ (интегральная емкость Ск == 52 пФ).

После выключения транзистора его входное сопротивление оказывается очень большим. На конденсаторе Сф еще существует остаточное напряжение. Конденсатор Сф начинает разряжаться через R2. Емкость ускоряющего конденсатора должна быть большой, чтобы создать значительное приращение базового тока в течение всего времени включения транзистора, но в то же время не очень большой, чтобы емкостная составляющая ТОКА успела уменьшиться до нуля в течение длительности отрицательной ПОЛУВОЛНЫ т, а в течение длительности поло-

Как было отмечено (см. 5.15), разрешающее время триггера определяется в основном временем разряда ускоряющего конденсатора через /?с и R^; ^VCT =

Включение эмиттерного повторителя позволяет также сократить длительность фронта отрицательного импульса ^ф на выходе триггера. В схеме 5.15 длительность фронта определяется в основном временем заряда ускоряющего конденсатора через резистор RK и входное сопротивление насыщенного транзистора. В данном случае конденсаторы С( и С2 заряжаются через малое выходное сопротивление эмиттерного повторителя. Время заряда, а следовательно, и длительность фронта ^ф сокращаются.