Управляемый импульсный источник электронов

Управляемый импульсный источник электронов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УПРАВЛЯЕМЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОНОВ, содержащий эмиттер из диэлектрика, включающего легко ионизуемые элементы и два электрода, находящиеся в контакте с поверхностью диэлектрика, отличающийся тем, что, с целью снижения амплитуды управляющего импульса и анодного напряжения, поверхность диэлектрика в местах кон- _такта с. электродами легирована металлом и имеет коэффициент электропроводности в диапазоне 10^-1 Ом-см'*.

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВЪ (21) 2509161/18-25 (22) 12.07.77 (46) 15.11.86. Вюл. Р 42 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР (72) И.В.Стригущенко, С.Г.Дмитриев и О.В.Силантьева (53) 621.3.032.212.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 490206, кл. H Oi J 1/30, 1975.

Фурсей Г.Н. и др. Ненакаливаемые катоды. М., "Советское радио", 1974, с. 287.

„„SU„, 654020 (5D 4 Н 01 J 3/02. Н 01 J 1/30 (54) (57) УПРАВЛЯЕМЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОНОВ, содержащий эмиттер из диэлектрика, включающего легко ионизуемые элементы и два электрода, находящиеся в контакте с поверхностью диэлектрика, о т л и— чающий с я тем, что, с целью снижения амплитуды управляющего импульса и анодного напряжения, поверхность диэлектрика в местах контакта с. электродами легирована металлом и имеет коэффициент электропроводности в диапазоне 10 -1 Ом см1.

654020

Изобретение относится к эмиссионной и квантовой электронике.

В целом ряде устройств, таких как ускорители электронов, квантовые генераторы, разрядные устройства и т.п. требуются управляемые импульсные источники электронов, дающие импульсы тока порядка 10 -10 А/см .

Для этой цели могут быть использованы источники электронов, основанные на использовании явления взрыв ной эмиссии.

Известны жидкометаллические и. твердотельные неуправляемые импульс- ные источники электронов взрывной !

5 эмиссии, Однако в таких источниках напряжение, возбуждающее эмиссию, является одновременно и ускоряющим, что не позволяет в широком диапазоне изменять ток эмиссии. Кроме того, такие источники дают пучок электронов, неоднородный по сечению.

Ближайшим техническим решением является управляемый импульсный источник электронов, содержащий эмиттер из диэлектрика с добавками легко ионизуемых элементов и два электрода, находящиеся в контакте с поверхностью диэлектрика.

25

Один электрод источника выполнен в виде слоя серебра, нанесенного на одну поверхность диэлектрика, а З5 другой — в виде вольфрамовой прово= локи, острие которой прижато к противоположной поверхности диэлектрика.

Отбор электронов с такого источника производят с помощью коллектора, рас- 40 положенного со стороны поверхности диэлектрика, контактирующей с вольфрамовой проволокой. При подаче на электроды управляющего импульса напряжения (0,4-4,0 кВ) длительностью 45 от 2 до 50 нс на поверхности диэлектрика возникает плазменный разряд за счет резистивного нагрева вольфрамового острия и диэлектрика проходящим автоэмиссионным током. Для от- 50 бора электронов из плазмы на коллектор подают импульс напряжения 30 кВ.

Использование таких высоких напряжений для зажигания разряда и вытягивания электронов из плазмы обуслов- 55 ливает высокие требования к изоляции и усложняет конструкцию и эксплуата- цию источника электронов.

Целью изобретения является снижение амплитуды управляюшего импульса и анодного напряжения.

Это достигается тем, что поверхность диэлектрика в местах контакта с электродами легирована металлом и имеет коэффициент электропроводности в диапазоне 10 — 1 0M см .

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Импульсный источник электронов содержит эмиттер 1 из диэлектрика и управляющие электроды 2 и 3 °

Диэлектрик содержит щелочные или щелочно-земельные элементы. Таким диэлектриком может быть ниобат лития, титанат бария, алюмосиликат цизия и т.п. Часть диэлектрика в местах контакта с электродами или весь он имеет проводимость в пределах от 1 до 10 Ом 1см . Указанная величина проводимости достигается легированием диэлектрика металлом и может быть получена, например, путем напыления на поверхность диэлектрика слоя металла с последующим диффузионным отжигом или путем приготовления смеси диэлектрика с металлом с последующим спеканием. В качестве легирующего металла можно использовать, например, титан, вольфрам, тантал, ниобий, ванадий, медь и т.п. Электроды 2 и 3 находятся в контакте с поверхностью легированной части диэлектрика и выполнены в виде пружинящих пластин. В другом варианте один электрод может быть выполнен в виде металлического станка, контактирующего с легированной частью диэлектрика. Со стороны поверхности легированной части диэлектрика, находящейся в контакте с электродами, расположен коллектор 4.

Предложенный источник электронов работает следующим образом.

При подаче на электроды 2 и 3 управляющего импульса с амплитудой

200-400 В происходит резистивный нагрев этих электродов и диэлектрика в месте их контакта за счет прохождения тока импульса, в результате чего в этом месте происходит микровзрыв вещества диэлектрика и электродов с образованием йоверхностного плазменного разряда. Для отбора тока электронов из плазмы между управляющими электродами 2 и 3 и коллектором 4 прикладывают либо постоянное

654020 напряжение U - =0-600 В, либо положительный импульс необходимой длительности.

Составитель

Редактор П.Горькова Техред B.Êàäàð t

Корректор А.Обручар

Заказ 6259/2 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Экспериментально исследованы эмиссионные параметры ряда источников электронов в соответствии с данным устройством, полученные при амплиту управляющего импульса Прод=

=300 В и напряжении на коллекторе

По. = 600 В.

Из полученных данных следует, что предложенный импульсный источник

5 электронов позволяет получать те же значения тока в импульсе, что и известные источники, но при меньших величинах амплитуды ускоряющего напряжения.