- •Катодна електроніка
- •1.1 Робота виходу
- •1.2 Електронна емісія
- •1.2.1 Термоелектронна емісія
- •1.2.2 Термоелектронна емісія при зовнішньому електростатичному полі
- •1.2.3 Електростатична (польова) електронна емісія
- •1.2.4 Вторинна електронна емісія
- •1.2.5 Вторинна електронна-іонна емісія
- •1.2.6 Фотоелектронна емісія
- •1.3 Збудження і іонізація атомів газу
- •1.4 Джерела носіїв заряду
- •1.4.5 Основні характеристики катодів
- •1.4.1 Катоди із чистих металів
- •Плівкові катоди
- •Напівпровідникові катоди
- •1.4.4. Фотокатоди
- •1.4.5 Конструкції катодів
- •Вакуумний тріод
- •Динамічний режим роботи тріоду.
- •Вакуумний тетрод
- •Променевий тетрод
- •Потужні електровакуумні лампи
- •Режими роботи ламп
- •Прилади нвч
- •1 Прилади із динамічним керуванням електронного потоку
- •Взаємодія електронного потоку із електромагнітними полями в електровакуумних приладах нвч. Загальні принципи перетворення енергії електронів в енергію нвч поля.
- •1.2. Основні параметри приладів нвч
- •1.3. Пролітні клістрони
- •1.4. Відбивні клістрони
- •1.5. Лампи хвилі, що біжить.
- •1.6. Лампи зворотної хвилі
- •1.7. Магнетрони
- •1.8 Генератори дифракційного випромінювання
- •Електронні й іонні фотоелектронні прилади
- •Електронно-променеві прилади
- •Поодинока лінза
- •Імерсійна лінза
- •Довга магнітна лінза
- •Коротка магнітна лінза
- •Рівноважний запис в режимі швидких електронів
- •Рівноважний запис в режимі повільних електронів
- •Бістабільний запис
- •Нерівноважний запис
- •Запис збудженою провідністю
- •Перезарядне зчитування
- •Плазмова електроніка.
- •Індикаторні прилади
- •1 Вакуумні індикаторні прилади
- •2 Газорозрядні індикатори (гі)
- •Матричні індикаторні панелі.
1.4.4. Фотокатоди
Залежність кількості фотоелектронів, що виходять із фотокатода, тобто фотоемісійного струму jfe від величини світлового потоку Ф (від кількості квантів) при відповідній частоті v світлового потоку визначається законом Столетова Г.О.
jfe =() (1.12)
де коефіцієнт пропорційності () називається спектральною віддачею фотокатода.
Очевидно, що () пропорційний квантовому виходу Y і характеризується тієї ж частотною залежністю. Якщо світловий потік складається з коливань різних частот, у (1.12) () замінюють на інтегральну віддачу . Величина світлового потоку виміряється в люменах, струм фотоемісії у мікроамперах, то коефіцієнти () і мають розмірність мкА/лм.
На (рис. 1.13) представлена будова основних фотокатодів, які виконуються по типу оксидних катодів. Киснево-цезієвий фотокатод (рис. 1.13а) наноситься на шар срібла, яким звичайно покривається скло балона. Він складається з напівпровідного покриття окислів цезію й срібла, усередині і на поверхні якого розташовуються атоми чистого цезію. Останні виконують роль атомів барію в оксидному катоді.
Рисунок 1.13 Будова фотокатодів: а) киснево-цезієвого; б) сурмяно-цезієвого.
Киснево-цезієвий фотокатод характеризується низькою роботою виходу (мінімальна величина 0,72 еВ) і малою квантовою чутливістю (порядку 0,005—0,05). Цей катод має досить високу термоемісійну здатність, що приводить до необхідності врахування емісії електронів навіть при кімнатній температурі. Чутливість вакуумних киснево-цезієвих фотоелементів дорівнює 20- 30 мкА/лм, доходячи в деяких зразках до 50 - 60 мкА/лм, у газонаповнених фотоелементах робочий струм внаслідок іонізації газу збільшується і чутливість дорівнює в середньому 150-200 мкА/лм.
На рис.1.14 показана залежність спектральної віддачі киснево-цезієвого фотокатода від частоти або спектральна характеристика. Як видно, вона має два максимуми. Низькочастотний максимум лежить в інфрачервоній частині спектра, а високочастотний – в ультрафіолетовій (у видимій частині спектра характеристика має провал). Ультрафіолетовий максимум визначається вириванням електронів зі срібної підкладки фотокатода, а довгохвильової – з напівпровідника.
Р исунок 1.14 Залежність спектральної віддачі киснево-цезієвого і сурмяно-цезієвого фотокатодів від частоти
Киснево-цезієвий фотокатод чутливий до іонного бомбардування, перегріву і легко окисляється. Крім того, його фотоемісійна здатність залежить від часу опромінення. Чим більше часу фотокатод опромінюється, тим менше його фотоемісійний струм (явище стомлюваності). У процесі роботи інтегральна віддача також падає.
Сурм'яно-цезієвий фотокатод (рис.1.13б) складається з напівпровідного шару, що складається із сполуки сурми і цезію (імовірний склад SbСs3). Він наноситься безпосередньо на скло.
Емісійні властивості сурм'яно-цезієвого катода значно гірші, ніж у киснево-цезієвого, а значить вплив термоемісії на фотострум практично відсутній. Робота виходу його порядку 1,4 еВ. Зате квантова чутливість досягає 0,25-0,3 і катод має інтегральну віддачу більше 100 мкА/лм.
Максимум спектральної характеристики (рис.1.14) лежить у видимій області спектру. Сурм'яно-цезієві катоди більш стабільні і менше чутливі до перегрівів ніж киснево-цезієві. Проте вони більш чутливі до іонного бамбардуванн і працюють при понижених напругах на аноді. У сурм'яно-цезієвих фотоелементах чутливість дорівнює 60 - 90 мкА/лм, досягаючи в газонаповнених фотоелементах величини 150-200 мкА/лм.