Az elektronágyú , az elektron keresőlámpa [1] olyan eszköz, amely adott kinetikus energiájú és konfigurációjú elektronnyalábot állít elő. Leggyakrabban kineszkópokban és más katódsugárcsövekben , mikrohullámú készülékekben (például utazóhullámú lámpákban ), valamint különféle eszközökben, például elektronmikroszkópokban és részecskegyorsítókban használják .
Az elektronágyú működése csak mélyvákuumban lehetséges , így az elektronsugár nem szóródik szét, amikor a légköri gázmolekulákkal ütközik.
Az elektronágyú egy katódból, egy vezérlőelektródából (modulátorból), egy gyorsítóelektródából és egy vagy több anódból áll. Két vagy több anód jelenlétében a fókuszáló elektróda kifejezést az első anódhoz rendeljük .
A katód elektronáramot hoz létre, amely a termikus emisszió következtében felmelegedett felületéről árad ki . Vannak olyan elektronágyúk is, amelyek mezőemissziós ( hideg ) katóddal rendelkeznek.
A fűtési módszer szerint a katódokat közvetlen és közvetett fűtésű katódokra osztják.
Közvetetten fűtött katódA katódsugárcsőben használt elektronágyúk közvetetten melegített oxidkatódot használnak. Viszonylag alacsony, 780-820°C hőmérsékleten elegendő kibocsátást biztosít. Ezen a hőmérsékleten a katód kellően tartós, felmelegítéséhez kis teljesítmény szükséges. A katód és a fűtőelem egy katódfűtő egységet (CPU) alkot.
A KPU egy üreges hüvely, lapos aljú. A hüvely aljának külső felületére oxidréteget helyeznek fel, és a hüvely belsejében egy nagy ellenállású huzal spirál formájában lévő fűtőelem található. A fűtőkör elektromosan el van választva a katódtól.
Az oxidréteg alkáliföldfémek - bárium , kalcium és stroncium ( BaO , CaO, SrO ) oxidjainak szilárd oldata, vagy lantán-borid , ritkán tórium-oxidot adnak az oxidok keverékéhez (oxid-toriált katód, már nem a modern elektrovákuumtechnológiában használják). Végül a CRT termikus vákuumfeldolgozása során keletkezik. A kiszivattyúzás során a kívánt vákuumszint elérésekor a katódot egy külső induktor segítségével melegítjük , majd a szokásos módon, kényszer üzemmódban működő fűtőelem segítségével. Ennek eredményeként a katód felületén lerakódott kezdeti anyagokban kémiai reakciók mennek végbe, és gázok szabadulnak fel. Ezt a folyamatot katódaktiválásnak és betanításnak nevezik. Viszont a működés közbeni helytelen hőmérsékleti rendszer (a fűtőelem megnövelt vagy csökkentett feszültséggel való ellátása), valamint a vákuum romlása pusztító mechanikai és kémiai folyamatokhoz vezet a katód oxidrétegében, ami felgyorsítja az elektronágyú meghibásodását. az emisszió elvesztéséhez (a szükséges katódáram elérésének képtelensége). A maximális katódáram, amelyet a kineszkópokban használt elektronágyúnak biztosítania kell, 200-300 μA nagyságrendű.
Közvetlenül fűtött katódA közvetlen melegítésű katód nagy elektromos ellenállású fémből készült fémszál, amely maga is termikus emisszió forrása. Tartóssága kisebb, mint az indirekt fűtésű katód. A közvetlen fűtésű katód kevesebb energiát fogyaszt, ezért kis méretű TV-kineszkópokban, saját tápellátású akkumulátorral vagy autó fedélzeti hálózatában használták. Alkalmazható nagysugáráramú elektronágyúkban is.
A modulátor egy hengeres üveg, amely a katódot fedi. Az aljának közepén van egy kalibrált lyuk, amelyet hordozómembránnak neveznek. Segítségével megkezdődik az elektronsugár kívánt vastagságának kialakulása. A modulátor minden más elektródánál a legközelebb található a katódhoz (a katód oxidfelülete és a modulátor furata közötti távolság 0,08-0,20 ± 0,01 mm), így potenciálja befolyásolja a legjelentősebben az elektronsugár áramát, innen a neve is.
A modulátor célja és működése hasonló a vákuumcsőben lévő vezérlőrács céljához és működéséhez . Az elektronsugár áramának a modulátorpotenciáltól való függését az elektronágyú modulációs karakterisztikájának nevezzük. A modulátoron minden pillanatban negatív potenciálnak kell lennie a katódhoz képest. Állandó komponense beállítja az elektronágyú állandó áram komponensét, és ennek következtében a CRT képernyő fényerejét. Ha a modulátor negatív potenciáljának abszolút értéke meghaladja a blokkoló feszültséget, az elektronsugár árama nulla lesz.
A modulációs feszültségnek (például a videojel feszültségének) meg kell változtatnia a katód és a modulátor közötti potenciálkülönbséget. A modern TV-kben és monitorokban nullához közeli potenciál van a modulátorokon (a modulátorok vagy közvetlenül csatlakoznak a készülék közös vezetékéhez, vagy negatív polaritású kioltó függőleges és vízszintes pásztázási impulzusok kerülnek rájuk), és a pozitív A videoerősítőről vett polaritású videojel feszültséget a katódra kapcsolják. A kép kontrasztja a tartományától (tíz volt), a fényerő pedig az állandó komponenstől függ.
A gyorsító elektróda egy üreges henger, amely az elektronágyú tengelyén helyezkedik el. Több száz voltos pozitív potenciált alkalmaznak rá, a modulátor és a fókuszáló elektróda között helyezkedik el, és számos funkciót lát el:
Színes kineszkópokban a gyorsító feszültség beállításával a három elektronágyú modulációs karakterisztikájának lehető legnagyobb azonossága érhető el, ami a fehéregyensúly biztosításához szükséges .
Az anódok kialakítása hasonló a gyorsítóelektródéhoz. A második anód hengerének kimeneti membránja van. Olyan elektronokat halad át, amelyek pályája kis mértékben tér el az elektronágyú tengelyétől. Az anódokra alkalmazott nagy pozitív potenciálok biztosítják a rajtuk áthaladó elektronok számára a szükséges sebességet. Az elektrosztatikus sugárnyaláb fókuszáló CRT-ben a fókuszáló elektróda és az anód alkotja a fő elektrosztatikus lencsét , amely az elektronsugarat a képernyőre fókuszálja. Ennek az objektívnek a gyújtótávolsága függ a geometriájuktól, a köztük lévő távolságtól és a potenciáljuk arányától. A lehető legélesebb kép elérése érdekében a fókuszáló elektróda potenciáljának változtatásával állítják be. A színes kineszkópok fókuszáló elektródájának potenciálja hozzávetőlegesen 6-8 kV, a fekete-fehér kinezoké és az oszcilloszkópcsöveké kb. 1 kV. A színes kineszkópok második anódjának potenciálja 25-30 kV, a fekete-fehér - 8-16 kV, az oszcilloszkóp csöveké - 1-2 kV.
Bizonyos esetekben, amikor nagy áramokat kell eltávolítani a katódról, más elvet alkalmaznak a fegyver katódközeli részének felépítésére. A katód előtt egy több voltos pozitív potenciálú gyorsítóelektróda, majd egy nagyobb potenciálú vezérlőelektróda található. Ennek eredményeként a katód teljes aktív felületéről kibocsátott elektronok, és nem csak a modulátor membránnal szemközti középső tartományából, mint egy hagyományos pisztolynál, felhasználhatók a nyaláb kialakítására. A sugáráramot a modulátor szerepét betöltő vezérlőelektróda pozitív potenciáljának változtatásával szabályozzák. Ebben az esetben a vezérlőelektróda áramkörében folyó áram nem haladja meg a 100 μA-t.
A mágnessugaras fókuszálású elektronágyú egy katódból, egy modulátorból, egy gyorsítóelektródából és egy anódból áll, fókuszáló elektróda nincs. A fő fókuszáló lencsét egy axiálisan szimmetrikus tekercs mágneses tere hozza létre, amelyet a katódsugárcső nyakára helyeznek. Az elektronsugár pontos fókuszálása a fókuszáló tekercs egyenáramának beállításával történik. Egy ilyen pisztoly nagyobb sugáráramot biztosít, mint egy elektrosztatikus fókuszálású pisztoly. Ennek oka az a tény, hogy anódjának nincs membránja, és a teljes katódáramot a nyaláb kialakításához használják fel, nem pedig annak egy részét, mint az elektrosztatikus fókuszálású fegyvereknél (0,1–0,5).
A mágneses fókuszálás másik előnye a képernyőn lévő elektronikus pont kisebb mérete. Ennek oka a fókuszáló tekercs nagy átmérője az elektrosztatikus lencse elektródáinak átmérőjéhez képest. Minél nagyobb az elektronlencse (tekercs vagy elektróda) átmérőjének és a lencsén áthaladó sugár átmérőjének aránya, annál jobb a fókuszálás minősége.
elektronsugaras eszközök | ||
---|---|---|
Adók | Crookes cső | |
Foster |
| |
emlékezve | ||
Elektron mikroszkóp | ||
Egyéb |
| |
Fő részek |
| |
Fogalmak |
![]() |
---|