Электронная пушка

(9) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХсанн 4 паепщикРЕСПУБЛИК 3(59 и 01 Т 29 48 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Й;Й,:д а где ЙГОСХДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПб ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЬПИИ н АвтсРснОЬФ свидетВъстВу(54)(57) ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА, содеРжащая катоД, дополнительную диафрагмус мальве отверстием, расположенную уповерхности катода, управляющий электрод и анод, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения алектрон-.ной яркости и долговечности пушки,между катодсм и дополнительной диафрагмой размещена осесимметричная оди" ночная линза, выполненная в видетрех последовательно расположенныхдиафрагм,. диаметры отверстий кото- .рых равны между собой, причем основные размеры пушки и взаимное расположение ее элементов удовлетворяют соотношению: Ь фф 0 эЗ(1-1 э 2):(О25-Оэ 3):1 э 1-1 э 2)(1 э 1-115) диаметр катода; диаметр отверстия одиночной линзы, диаметр отверстия дополнительной диафрагмырасстояние от катода до середины линзы;З расстояние от середины линзы додополнительной диафрагмы.Изобретение относится к электричеству, в частности к вакуумнымэлектронным приборам, а именнок электронным пушкам, и может бытьиспользовано в электроннолучевыхтрубках.Известна электронная пушка, со"держащая катод, диафрагму с малым отверстием, а между дифрагмой и като"дом размещены иммерсионная электростатическая линза и короткофокуснаямагнитостатическая линзы 11.Недостаток данной электроннойпушки заключается в том, что она,позволяя повысить разрешающую способность, не увеличивает электронную 15яркость. Действительно, при .25-30 кратном уменьшении электронногоизображения катода растет угол расхождения пучка иследовательно, электронная яркость не повышается. Кроме Ятого, конструкция такой пушки сложна,металлоемка и нетехнологична.Наиболее близкой к предлагаемой,является электронная пушка, содержащая катод, дополнительную диафрагмус малым отверстием, расположенную уповерхности катода, управляющий электрод и анод 121,К недостаткам известной электронной пушки относятся малая электронная яркость и низкая долговечностьвследствие того, что в ней ограничивается поверхность катода, с, которойпроизводится отбор тока. В такой электронной пушке отсутствует кроссовер,траектории электронов в прикатоднойобласти близки к параксиальным, следовательно, угол расхождения мал иэлектронная яркость по сравнению свышеуказанной пушкой увеличивается,однако она ограничена малым током 40пучка, определяемым апертурой дополнительной диафрагмы. Кроме того, имеет место неравномерная нагрузка катода, что снижает его долговечность.Цель изобретения - повышение элект;45ронной яркости и долговечности электронной пушки.Поставленная цель достигаетсятем, что в электронной пушке, содержащей катод, дополнительную диафрагму с малым отверстием, расположенную у поверхности катода, управляющий электрод и анод, между катодоми дополнительной диафрагмой размещена осесимметричная одиночная линза,выполненная в виде трех последовательно расположенных диафрагм, диаметры отверстий которых равны междусобой, причем основные размеры пушки и взаимное расположение ее элементов удовлетворяют соотношению 60й: йй: а: Ь =О, 3(1-1, 2): (О, 25-0, 5),:(1,1-1, 2) (1,1-1, 5),где Й .- диаметр катода;Й 1 - диаметр отверстия одиночной линзы, 65 Й - диаметр отверстия дополнгтельной диафрагмы,а - расстояние от катода до,середины линзы,Ь - расстояние от середины ли.зы до дополнительной диафрагмы.На чертеже изображена схема электронной пушки.Электронная пушка содержит .последовательно расположенные на одной оси катод 1, осесимметричную одиночную линзу 2, выполненную в виде трех последовательно расположенных диафрагм 3-5, дополнительную диафрагму б с малым отверстием, управляющий электрод 7 и анод 8.Электронная пушка работает следующим образом.Электроны, эмиттируемые катодом 1 в различных точках и под разными углами к его поверхности, формируются в пучок 9 прикатодной одиночной линзой 2, в которой потенциал крайнихэлектродов меньше потенциала среднего электрода. Одиночная линза, используемая в режиме "коротких линэф, улучшает токопрохождение участка катод - дополнительная диафрагма. Сфор мированный линзой 2 электронный пучок поступает на центральную часть дополнительной диафрагмы б, которая находится под потенциалом катода. Диафрагма б не ограничивает поверхность катода, с которой производится отбор тока, а ограничивает лишь непараксиальные электроны сформированного одиночной линзой пучка, в результате чего значительно возрас-, тает ток пучка при сохранении апертурного угла. Поскольку электронная яркость игде л - плотность тока пучка в от 3 иверстии диафрагмы б;и - апертурный угол, определяющий расходимость пучкаэлектронов из отверстиядиафрагмы б,то очевидно, что в данном случае она увеличивается. Кроме того, так как в данной электронной пушке нагрузка распределена цо всей рабочей поверхности катода, то повышается его долговечность и стабильность работы.Модуляция электронного пучка. осуществляется управляющим электродом 7,с изменяющимся отрицательным потенцйалом от нескольких десятков вольт до нуля. ускоряющее электрическое поле анода 8 проникает через отверстие управляющего электрода 7 на центральную часть диафрагмы б. Под действием сил этого поля электронный пучок 9 проходит в анодное пространство дрейфа.Заказ 4751/57 Тираж 703 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская набц. 4/5юе г3Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,4 Приведенные выше соотношения основныс размеров пушки и взаимного расположения ее элементов выбраны на основании расчета и экспериментальных данных, а пределы их изменений объясняются следующими при чинами. Изменение диаметра отверстий диафрагм, образующих одиночную линзу д.), в меньшую сторону от указанного соотношения ведет к росту перехвата электронов пучка, в боль- щ шую сторону - к увеличению потенциалов на электродах линзы. Умень" шеиие диаметра дополнительной диафрагмы Я) по отношению к диайетру катода вышеприведенного соотношения ведет к росту перехвата электронов,к уменьшению тока пучка илн (в случае дополнительной Фокусировки)к увеличению апертурного угла с и снижению электронной яркости. увеличение д выше верхнего предела снижает разрешающую способность электроннойпушки Расстояния П, и Ь выбраны с учетом известной формулы увеличения тонкой, линзы: М = в/а. Выход за пределы найденного соотношения для размеров О и Ь приводит к значительному перехвату электронного пучка дополнительной диафрагмой и к увеличению апертурного угла за допустимые пределы. Поэтому выбранные соотношения позволяют осуществить перенос электронного иэображения катода в плоскость дополнительной диафрагмы с хорошим токопрохождением и малым апертурньи углом оХарактерной особенностью предла" гаемой электронной пушки является то, что все электроны, выходящие иэ отверстия диафрагмы б, имеют близкую по величине и направлению скорость, это позволяет при формировании на экране ятен малых диаметров при больших токах пучка получить более разно- мерную плотность по его сечению, Кроме того, диафрагма 6 экранирует катод от положительных ионов и этим предохраняет его от разрушения, что дополнительно увеличивает долговечность электронной пушки. Использование предлагаемой электронной пушки в электроннолучевых труб" ках позволяет получить электронную яркость в 5 раз выше, и вдвое увеличить долговечность по сравнению с известной.