Потенциал запирания и модуляционная характеристика

Угол расхождения луча , размер кроссовера и его положение на оптической оси в значительной степени определяется конфигурацией управляющего электрода. Влияние геометрических размеров электродов учитывается через новый параметр – потенциал запирания.

Потенциал запирания ( ) (запирающее напряжение) – разность потенциалов между УЭ (модулятором) и катодом, при котором ток в цепи катода составляет заданное малое значение (обычно ).

Рисунок 3.18 - Схема триодной пушки с плоскими электродами.

Для плоского УЭ (Рис.3.18) может быть определено по формуле Гайне:

, (3.56)

где - напряжение на аноде относительно катода;

- расстояние катод (К) – модулятор (М);

- расстояние модулятор – анод (А);

- диаметр отверстия модулятора;

- толщина модулятора.

Наиболее важной характеристикой триодной пушки является модуляционная характеристика – зависимость тока катода от напряжения, действующего между модулятором и катодом ( ).

Приближенное аналитическое выражение этой характеристики имеет вид:

, (3.56)

где - ток катода;

- показатель степени имеет свое значение для каждой конкретной конструкции;

- коэффициент качества катода, характеризует эмиссионную способность катода.

, (3.57)

где - максимальный ток катода при нулевом значении напряжения на УЭ.

Графический вид зависимости приведен на рисунке 3.19.

Рисунок 3.19 - Зависимость

- напряжение модуляции – это напряжение, вызывающееизменение тока луча от уровня запирания до заданного значения ( )

(3.58)

(3.59)

Так как - зависит от геометрических размеров электродов, то - определяется геометрическими размерами электродов и расстоянием между ними. Для определения чувствительности электронной пушки по току от величины управляющего напряжения вводится параметр модуляции, который определяет крутизну модуляционной характеристики

. (3.60)

В общем виде выражение для модуляционной характеристики можно записать

. (3.61)

Электронная пушка является нелинейным элементом. Прологарифмировав последнее выражение, получим

. (3.62)

Выражение

(3.63)

называется - характеристикой электронной пушки. По этому параметру определяется рабочий участок модуляционной характеристики, в пределах которого отвечает определенным техническим требованиям.

Для размерной термообработки часто используется УЭ с коническим углублением (Рис.3.20). При такой форме угол расхождения, размер кроссовера и его положение изменяются незначительно в процессе модуляции тока луча.

Рисунок 3.20 - Схема триодной пушки с УЭ, имеющим коническое углубление

Если величина анодного напряжения составляет , то можно вычислить по эмпирической формуле:

, (3.64)

где , и - постоянные, зависящие от геометрии электродов.

Для данной конструкции в начальной части модуляционной характеристики и далее .