нению с плоскопараллельными пластинами чувствительность при прочих равных условиях увеличивается для изломанных пластин примерно на 70%, для косо расставленных- примерно на 607о и для изогнутых-на 80 7о.

В трубках с магнитным управлением электронный луч отклоняется с помощью магнитных полей, образуемых двумя парами отклоняющих катушек. Применяются катушки со стальными сердечниками (при низкой частоте отклоняющих напряжений) и без сердечников.

Катушки без сердечников для получения однородного магнитного поля изгибают по форме горловины трубки; витки в катушке распределяют неравномерно; число витков на краях обычно больше, чем в середине.

Катушки с сердечниками обычно имеют секционированные обмотки, число витков в которых увеличивается по направлению от середины к краям.

Чувствительность трубки к отклонению магнитным полем определяется по формуле

(8-99)

здесь / - толщина катушки;

L - расстояние от катушки до экрана;

е - заряд электрона; Ua- напряжение анода, ускоряюще-щего электроны.

Один из недостатков магнитной системы отклонения заключается в том, что величина отклонения зависит от соотношения заряда частицы к ее массе. Поэтому тяжелые отрицательные ионы, заряд которых равен заряду электрона, практически не отклоняются магнитным полем. В трубках с магнитным управлением луча для удаления ионов применяются специальные ионные ловушки (см. далее).

Величина чувствительности к отклонению магнитным полем составляет обычно несколько десятых долей миллиметра на ампер-виток.

Экраны. Экран трубки (внутренняя поверхность торцовой части баллона) покрыт люминофором - веществом, способным светиться под воздействием бомбардирующих электронов. Яркость свечения зависит от плотности тока электронного луча и энергии приходящих на экран электронов. Экраны различают по цвету свечения (белый, зеленый н др.), а также по времени послесвечения т - времени, в течение которого яркость свечения уменьшается до 1-2% от максимальной величины (т<10- сек - короткое, T=10--f- 10- сек-среднее и т> >10- сек - длительное послесвечение).

Кинескопы

Электроннолучевые трубки, предназначенные для приема телевизионного изображения, получили название кинескопов. Кол-

бы кинескопа имеют круглое или прямоугольное дно значительного размера, на внутреннюю поверхность которого наносится люминесцирующий слой. Цвет свечения экрана - белый.

В кинескопах применяются магнитная или трехлинзовая электростатическая фокусирующая система; управление лучом обычно магнитное. При прочих равных условиях лучшую фокусировку имеют трубки с магнитной фокусировкой. Однако применение электростатической фокусировки .диктуется специальными условиями применения трубок. Телевизионный сигнал подается на управляющий электрод или катод и модулирует электронный луч по интенсивности.

Для получения изображения достаточных размеров необходимо увеличивать расстояние от отклоняющей системы до экрана или увеличивать угол отклонения луча. Последний метод предпочтительней, так как позволяет значительно сократить длину кинескопа. В современных отечественных кинескопах угол отклонения луча превыщает 100°. Для получения такого угла отклонения необходимо увеличивЛь напряженность магнитного поля отклоняющих катушек, что достигается,-- в частности, путем сужения горловины кинескопа. *

Высокие требования предъявляются к качеству фокусирования луча, так как диаметр светящегося пятна на экране определяет разрешающую способность кинескопа, зависящую от числа воспроизводимых на экране элементов изображения. Диаметр пятна на экране кинескопа не должен быть более 0,5 мм для больших экранов, и не более 0,3 мм для экранов небольшого (30- 40 см) диаметра. В кинескопах с небольшим экраном используется обычно фокусирующая система, состоящая из первой электростатической линзы и второй магнитной линзы, образуемой короткой катушкой.

Достоинство такой системы - незначительные искажения изображения.

Недостаток магнитной системы фокусирования заключается в наличии так называемого ионного пятна . В электронном луче обычно присутствует незначительное количество отрицательных ионов, которые вследствие большой массы практически не отклоняются магнитным полем. Разгоняемые высоким ускоряющим напряжением ионы бомбардируют центральную часть экрана, быстро разрушая ее. Для борьбы с ионным пятном в кинескопах с магнитной системой отклонения используются пушки со специальными ионными ловушками. В электронной пушке, изображенной на рис. 8-37,0, используются постоянные магниты, поля которых отклоняют поток электронов сначала вверх от оси, а затем в области анода-к оси трубки. Поток ионов этими полями практически не отклоняется. Косые срезы промежуточного электрода и анода образуют электростатическую линзу, направляющую поток ионов к аноду. На рис. 8-37,6 изображена ионная ловушка, исполь-

зующая изогнутый анод и магнитное поле постоянного магнита, корректирующего траектории электронов.

Злентроны

Ионы

Рис. 8-37. Ионные ловушки.

л - с двумя магнитами; б - с изогнутым анодом; 1 - катод; 2 - модулятор; 3-экранирующий электрод; 4 - анод; 5 - магниты.

Рис. 8-38. Трехлннзовая пушка.

этом достигаются хорошая фокусировка, незначительное потребление мощности и малая зависимость от нестабильности питающих напряжений.

Для повышения контрастности изображения электронная пушка должна иметь повышенную крутизну модуляционной характеристики. К последнему аноду электронного прожектора обычно подводят высокое напряжение (5-20 ке), что позволяет значительно ускорить электроны в пучке и получить необходимую яркость изображения.

Экраны кинескопов покрывают обычно двухкомпонентными фосфорами. Белый цвет свечения достигается путем смешивания компонент люминофоров желтого и синего свечения. Дно баллона, иа которое наносят люминофор, выполняется из утолщенного дымчатого стекла. В некоторых кинескопах на люминофор наносят тонкий слой алюминия (алюминированные экраны). Слой алюминия непрозрачен для тяжелых ионов, и ионное пятно в таких кинескопах устраняется без применения специальных ионных ловушек. Слой алюминия, отражая световые лучи, способствует также увеличению яркости и контрастности изображения.

Электроннолучевые коммутаторы

В устройствах вычислительной техники и системах автоматики весьма широко применяются электроннолучевые приборы, в которых электронный луч выполняет функции электрически управляемого переключателя каналов или цепей. К числу таких приборов относятся радиальные электронные переключатели и тро-хотроны. В радиальном переключателе (рис. 8-39) электронный луч формируется в радиальном электрическом поле, иа которое накладывается поперечное магнитное поле.

Рис. 8-39. Радиальный электронный переключатель.

I - катод; 2-управляющая сетка; 3 - экранирующая сетка; й - 3-я сетка; 5 - анодные пластины.

В современных кинескопах с большие экраном используются пушки с электростатической фокусировкой (рис. 8-38). При

Электроны

Рис. 8-40. Линейный трохотрои. катод; П - пластины; Л - лопатки; Р-рельс.

Электронный поток замыкает цепь между осевым цилиндрическим катодом и какой-либо парой анодных пластин 5. Вращение луча осуществляется вращающимся магнитным полем, образуемым тремя внешними катушками, напряжения на которых сдай-

нуты по фазе на 120°. Управляющая сетка / позволяет менять плотность электронного потока; экранирующая сетка 3 улучшает фокусирование луча и ослабляет связь между соседними анодными пластинами. Назначение третьей сетки 4 - устранение потока вторичных электронов от анодных пластин к экранирующей сетке.

В линейном трохотроне (рис. 8-40) поток электронов образуется во взаимно перпендикулярных электрическом и магнитном полях. Электроны движутся по трохоидам, перемешаясь вдоль эквипотенциальных линий электрического поля. Электрическое поле образуется из-за разности потенциалов ме-

Рис. 8-41. Схемы трохотро-нов.

а - кольцевого: К - катод; Л - лопатки; У - управляющие электроды; П - пластины; б - бинарного: К - катод; А - аноды; Р - рельсы; Л - лопатки; П - пластины.

жду анодом А, лопатками Л и пластинами П, на которые подается положительное относительно катода напряжение, и отрицательно заряженным рельсом Р. Если напряжение на всех лопатках близко к напряжению анода, то электроны, двигаясь по тро-хоидальным траекториям, отражаются полем первой лопатки, соединенной с рельсом, и попадают иа первую пластину. При понижении напряжения на второй лопатке часть электронов будет попадать на ее поверхность; ток лопатки сначала растет, а затем уменьшается, так как электроны, отра-

жаясь полем второй лопатки, устремляются на вторую пластину. Уменьшение напряжения на третьей лопатке приводит к переброске электронного луча на третью пластину и т. д. В зависимости от расположения пластин и управляющих лопаток конструкция трохотрона может видоизменяться. Модификациями линейного трохотрона являются кольцевой и бинарный трохотро-ны, расположение электродов в которых схематически показано на рис. 8-41.

8-10. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ Фотоэлектронная эмиссия

Электронные приборы, преобразующие энергию светового потока в электрическую называются фотоэлектрическими приборами,

К фотоэлектрическим приборам относят ся электровакуумные и ионные ф о т о э л е менты, фотоэлектронные умно жители, передающие телевизионные труб ки: иконоскоп, ортикон и др. (см разд. 15), а также полупроводниковые фотоэлемент ft, фотодиоды, фототриоды и др. (см. разд. 9).

Поток свободных электронов в таких приборах возникает с поверхности фотокатода за счет энергии фотонов, поглощаемой катодом при облучении его йетовым потоком (фотоэлектронная эмиссия).

Количество Пф эмиттируемых электронов (фототок /ф) пропорционально световому потоку, облучающему фотокатод,

/ф = Пфе = /СФ. (8-100)

Кинетическая энергия эмиттированных электронов зависит от частоты v световых колебаний и не зависит от интенсивности светового потока:

= /IV - Wo

(8-101)

здесь h-постоянная планка;

Wo-работа, затрачиваемая электроном при выходе с поверхности фотокатода.

При некотором значении v=Vkp кинетическая энергия электронов равна нулю {hv = Wo). Длина волны Хкр=с/гкр называется порогом фотоэлектронной эмиссии.

Фотоэлементы

Примеры конструктивного оформления электровакуумных фотоэлементов даны иа рис. 8-42. Катодом 2 фотоэлемента служит тонкий слой светочувствительного вещества, нанесенный либо на часть внутренней поверхности стеклянного баллона, либо на специальную пластину.

Из числа разнообразных фотокатодов чаще всего применяются кислородно-цезие-вый и сурьмяно-цезиевый. В большинстве