Große Enzyklopädie von Öl und Gas. Kathodenstrahlröhren

Nach dem Ablenksystem treten die Elektronen in den CRT-Bildschirm ein. Der Schirm ist eine dünne Phosphorschicht, die auf der Innenfläche des Endteils des Ballons abgeschieden ist und in der Lage ist, intensiv zu leuchten, wenn sie mit Elektronen bombardiert wird.

In einigen Fällen wird eine leitfähige dünne Aluminiumschicht über der Leuchtstoffschicht abgeschieden. Bildschirmeigenschaften werden durch seine bestimmt

Eigenschaften und Einstellungen. Die Hauptbildschirmoptionen sind: Der Erste und zweite kritische Schirmpotentiale, glühen helligkeit, Lichtleistung, Nachleuchtdauer.

Bildschirmpotential. Wenn der Bildschirm mit einem Elektronenstrom von seiner Oberfläche bombardiert wird, tritt eine Sekundärelektronenemission auf. Um Sekundärelektronen zu entfernen, sind die Wände des Ballonrohrs in der Nähe des Schirms mit einer leitfähigen Graphitschicht bedeckt, die mit der zweiten Anode verbunden ist. Geschieht dies nicht, senken die Sekundärelektronen, die zusammen mit den Primärelektronen zum Bildschirm zurückkehren, dessen Potential. In diesem Fall wird im Raum zwischen dem Sieb und der zweiten Anode eine Verzögerungskraft erzeugt. elektrisches Feld, die die Elektronen des Strahls reflektieren. Um das Verzögerungsfeld von der Oberfläche des nichtleitenden Schirms zu eliminieren, ist es daher notwendig, abzulenken elektrische Ladung vom Elektronenstrahl getragen. Fast die einzige Möglichkeit, die Ladung zu kompensieren, ist die Verwendung von Sekundäremission. Wenn Elektronen auf den Bildschirm fallen, wird ihre kinetische Energie in die Energie des Bildschirmglühens umgewandelt, erwärmt ihn und verursacht Sekundäremission. Der Wert des Sekundäremissionskoeffizienten o bestimmt das Potential des Schirms. Der Koeffizient der Sekundärelektronenemission a \u003d / in // l (/ „ ist der Strom der Sekundärelektronen, / l ist der Strom des Strahls oder der Strom der Primärelektronen) von der Bildschirmoberfläche in einem weiten Bereich von Änderungen in der Energie der Primärelektronen größer als eins ist (Abb. 12.8, um < 1 на участке O A Kurve bei v < С/ кр1 и при 15 > C/cr2).

Bei und < (У кр1 число уходящих-от экрана вторичных электронов меньше числа первичных, что приводит к накоплению отрицательного заряда на экране, формированию тормозящего поля для электронов луча в пространстве между вторым анодом и экраном и их отражению; свечение экрана отсутствует. Потенциал und l2\u003d Г / kr entsprechend Punkt A in Abb. 12.8 aufgerufen das erste kritische Potential.

Bei C/a2 = £/cr1 ist das Schirmpotential nahe Null.

Wenn die Strahlenergie größer als e£/cr1 wird, dann über > 1 und der Bildschirm beginnt, sich halb aufzuladen.

Reis. 12.8

relativ zur letzten Anode des Scheinwerfers. Der Vorgang wird fortgesetzt, bis das Schirmpotential ungefähr gleich dem Potential der zweiten Anode wird. Das bedeutet, dass die Anzahl der Elektronen, die den Schirm verlassen, gleich der Anzahl der einfallenden ist. Im Bereich der Strahlenergievariation von e£/cr1 bis C/cr2 ist c > 1, und das Schirmpotential liegt ziemlich nahe am Anodenpotential des Projektors. Bei und &2> N cr2 Sekundäremissionskoeffizient a< 1. Потенциал экрана вновь снижается, и у экрана начинает формироваться тормозящее для электронов луча поле. Потенциал und kr2 (entspricht dem Punkt BEI in Abb. 12.8) aufgerufen werden zweites kritisches Potential oder ultimatives Potenzial.

Bei Energien des Elektronenstrahls oben e11 kr2 Die Helligkeit des Bildschirms wird nicht erhöht. Für verschiedene Bildschirme G/ kr1 = = 300...500 V, und cr2= 5...40 kV.

Wenn es erforderlich ist, eine hohe Helligkeit zu erzielen, wird das Schirmpotential durch eine leitfähige Beschichtung zwangsweise gleich dem Potential der letzten Scheinwerferelektrode gehalten. Die leitfähige Beschichtung ist mit dieser Elektrode elektrisch verbunden.

Lichtleistung. Dies ist ein Parameter, der das Verhältnis der Lichtintensität bestimmt J Lebenslauf, vom Leuchtstoff normal auf die Bildschirmoberfläche emittiert, zur Leistung des auf den Bildschirm einfallenden Elektronenstrahls P el :

Die Lichtleistung ts bestimmt die Effizienz des Leuchtstoffs. Nicht die gesamte kinetische Energie der Primärelektronen wird in die Energie der sichtbaren Strahlung umgewandelt, ein Teil davon geht in die Erwärmung des Bildschirms, die Sekundäremission von Elektronen und die Strahlung im infraroten und ultravioletten Bereich des Spektrums. Die Lichtleistung wird in Candela pro Watt gemessen und variiert bei verschiedenen Bildschirmen zwischen 0,1 ... 15 cd / W. Bei niedrigen Elektronengeschwindigkeiten tritt Lumineszenz in der Oberflächenschicht auf und ein Teil des Lichts wird vom Leuchtstoff absorbiert. Wenn die Energie der Elektronen zunimmt, nimmt die Lichtleistung zu. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten dringen jedoch viele Elektronen in die Leuchtstoffschicht ein, ohne eine Anregung zu erzeugen, und die Lichtleistung nimmt ab.

Leuchtende Helligkeit. Dies ist ein Parameter, der durch die Intensität des in Richtung des Betrachters abgestrahlten Lichts bestimmt wird Quadratmeter gleichmäßig leuchtende Oberfläche. Die Leuchtdichte wird in cd/m 2 gemessen. Sie hängt von den Eigenschaften des Leuchtstoffs (gekennzeichnet durch den Koeffizienten A), der Stromdichte des Elektronenstrahls y, der Potentialdifferenz zwischen Kathode und Schirm ab II und minimales Bildschirmpotential 11 0 , bei der noch Bildschirmlumineszenz beobachtet wird. Die Helligkeit des Scheins gehorcht dem Gesetz

Exponentenwerte p y Potential £/ 0 für verschiedene Leuchtstoffe variieren jeweils innerhalb von 1...2,5 und

30 ... 300 V. In der Praxis bleibt die lineare Abhängigkeit der Helligkeit von der Stromdichte y ungefähr bis 100 μA / cm 2 erhalten. Bei hohe Dichten Strom beginnt der Leuchtstoff sich zu erhitzen und auszubrennen. Die Hauptmethode zum Erhöhen der Helligkeit ist das Erhöhen und.

Auflösung. Dieser wichtige Parameter wird als die Eigenschaft einer CRT definiert, Bilddetails wiederzugeben. Die Auflösung wird durch die Anzahl der einzeln unterscheidbaren Leuchtpunkte oder -linien (Linien) abgeschätzt, die 1 cm 2 der Fläche bzw. 1 cm der Bildschirmhöhe bzw. der gesamten Höhe der Bildschirmarbeitsfläche entsprechen. Folglich muss zur Erhöhung der Auflösung der Strahldurchmesser reduziert werden, d. h. es wird ein gut fokussierter dünner Strahl mit einem Durchmesser von Zehntel mm benötigt. Die Auflösung ist umso höher, je niedriger der Strahlstrom und je höher die Beschleunigungsspannung ist. In diesem Fall wird die beste Fokussierung realisiert. Die Auflösung hängt auch von der Qualität des Leuchtstoffs (große Leuchtstoffkörner streuen Licht) und dem Vorhandensein von Lichthöfen aufgrund von Totalreflexion im Glasteil des Bildschirms ab.

Nachleuchtdauer. Die Zeit, während der die Helligkeit des Leuchtens auf 1 % des Maximalwerts abfällt, wird als Nachleuchtzeit des Bildschirms bezeichnet. Alle Bildschirme sind unterteilt in Bildschirme mit sehr kurz (weniger als 10 5 s), kurz (10" 5 ... 10" 2 s), mittel (10 2 ...10 1 s), lang (10 H.Lb s ) und sehr langes (mehr als 16 s) Nachleuchten. Röhren mit kurzem und sehr kurzem Nachleuchten werden häufig in der Oszillographie und mit mittlerem Nachleuchten im Fernsehen verwendet. Radarindikatoren verwenden typischerweise Röhren mit langem Nachleuchten.

In Radarröhren werden oft langlebige Schirme mit einer Zweischichtbeschichtung verwendet. Die erste Schicht des Leuchtstoffs – mit kurzem blauem Nachleuchten – wird durch einen Elektronenstrahl angeregt, die zweite – mit gelbem Nachleuchten und langem Nachleuchten – wird durch das Licht der ersten Schicht angeregt. Bei solchen Schirmen ist ein Nachleuchten von bis zu mehreren Minuten möglich.

Bildschirmtypen. Höchst sehr wichtig hat die Farbe des Leuchtens des Leuchtstoffs. In der oszillographischen Technologie wird bei der visuellen Beobachtung des Bildschirms eine CRT mit grünem Leuchten verwendet, was für das Auge am wenigsten ermüdend ist. Mit Mangan (Willemit) aktiviertes Zinkorthosilikat hat diese Lumineszenzfarbe. Für die Fotografie werden Bildschirme mit einem für Calciumwolframat charakteristischen blauen Leuchten bevorzugt. Beim Empfang von Fernsehröhren mit einem Schwarzweißbild versuchen sie, eine weiße Farbe zu erhalten, für die Leuchtstoffe aus zwei Komponenten verwendet werden: Blau und Gelb.

Die folgenden Leuchtstoffe werden auch häufig für die Herstellung von Bildschirmbeschichtungen verwendet: Zink- und Cadmiumsulfide, Zink- und Magnesiumsilikate, Oxide und Oxysulfide von Seltenerdelementen. Leuchtstoffe auf der Basis von Seltenerdelementen haben eine Reihe von Vorteilen: Sie sind widerstandsfähiger gegen verschiedene Einflüsse als Sulfid-Leuchtstoffe, sie sind ziemlich effektiv, sie haben ein schmaleres spektrales Emissionsband, was besonders wichtig bei der Herstellung von Farbbildröhren ist, wo es hoch ist Farbreinheit erforderlich ist etc. Als Beispiel sei der relativ weit verbreitete Leuchtstoff auf Basis von mit Europium aktiviertem Yttriumoxid Y 2 0 3 : Eu genannt. Dieser Leuchtstoff hat eine schmale Emissionsbande im roten Bereich des Spektrums. Gute Eigenschaften hat auch ein Leuchtstoff aus Yttriumoxysulfid mit Beimischung von Europium Y 2 0 3 8: Eu, der eine maximale Strahlungsintensität im rot-orangen Bereich des sichtbaren Spektrums und eine bessere chemische Beständigkeit als Y 2 0 3 aufweist: Eu-Phosphor.

Aluminium ist chemisch inert, wenn es mit Bildschirmleuchtstoffen interagiert, lässt sich leicht durch Verdampfen im Vakuum auf die Oberfläche aufbringen und reflektiert Licht gut. Zu den Nachteilen aluminisierter Bildschirme gehört die Tatsache, dass der Aluminiumfilm Elektronen mit Energien von weniger als 6 keV absorbiert und streut, weshalb in diesen Fällen die Lichtleistung stark abfällt. Beispielsweise ist die Lichtleistung eines aluminisierten Schirms bei einer Elektronenenergie von 10 keV etwa 60 % größer als bei 5 keV. Rohrschirme sind rechteckig oder rund.

Eine Kathodenstrahlröhre (CRT) verwendet einen Elektronenstrahl von einer erhitzten Kathode, um ein Bild auf einem fluoreszierenden Bildschirm zu reproduzieren. Die Kathode besteht aus Oxid mit indirekter Heizung in Form eines Zylinders mit einer Heizung. Die Oxidschicht wird auf der Unterseite der Kathode abgeschieden. Um die Kathode herum befindet sich eine als Modulator bezeichnete Steuerelektrode von zylindrischer Form mit einem Loch im Boden. Diese Elektrode dient dazu, die Dichte des Elektronenstrahls zu steuern und vorzufokussieren. An den Modulator wird eine negative Spannung von mehreren zehn Volt angelegt. Je höher diese Spannung ist, desto mehr Elektronen kehren zur Kathode zurück. Andere ebenfalls zylindrische Elektroden sind Anoden. Es gibt mindestens zwei davon in einer CRT. An der zweiten Anode beträgt die Spannung 500 V bis zu mehreren Kilovolt (etwa 20 kV), und an der ersten Anode ist die Spannung um ein Vielfaches geringer. Innerhalb der Anoden befinden sich Trennwände mit Löchern (Membranen). Unter der Wirkung des Beschleunigungsfeldes der Anoden erreichen die Elektronen eine beträchtliche Geschwindigkeit. Die endgültige Fokussierung des Elektronenstrahls erfolgt durch ein ungleichmäßiges elektrisches Feld im Raum zwischen den Anoden sowie durch Blenden. Ein aus Kathode, Modulator und Anoden bestehendes System wird als Elektronensuchscheinwerfer (Elektronenkanone) bezeichnet und dient zur Erzeugung eines Elektronenstrahls, also eines dünnen Elektronenstrahls, der mit hoher Geschwindigkeit von der zweiten Anode zum Leuchtschirm fliegt. Ein elektronischer Suchscheinwerfer ist im schmalen Hals der CRT-Glühlampe angeordnet. Dieser Strahl wird durch elektrische oder umgelenkt Magnetfeld, und die Intensität des Strahls kann mittels einer Steuerelektrode verändert werden, wodurch die Helligkeit des Flecks verändert wird. Der Leuchtschirm wird durch Aufbringen einer dünnen Leuchtstoffschicht auf die Innenfläche der Endwand des konischen Teils der CRT gebildet. Die kinetische Energie der auf den Bildschirm auftreffenden Elektronen wird in sichtbares Licht umgewandelt.

CRT Mit elektrostatischer Kontrolle.

Elektrische Felder werden üblicherweise in CRTs mit kleinem Bildschirm verwendet. Bei elektrischen Feldablenksystemen ist der Feldvektor senkrecht zum anfänglichen Strahlengang orientiert. Die Umlenkung erfolgt durch Anlegen einer Potentialdifferenz an ein Paar Umlenkbleche (Bild unten). Typischerweise machen Umlenkplatten die Auslenkung in horizontaler Richtung proportional zur Zeit. Dies wird erreicht, indem an die Ablenkplatten eine Spannung angelegt wird, die gleichmäßig ansteigt, wenn der Strahl über den Schirm wandert. Dann fällt diese Spannung schnell auf ihren ursprünglichen Pegel ab und beginnt wieder gleichmäßig anzusteigen. Das zu untersuchende Signal wird an die in vertikaler Richtung auslenkenden Platten angelegt. Wenn die Dauer eines einzelnen horizontalen Sweeps gleich der Periode ist oder der Frequenz des Signals entspricht, zeigt der Bildschirm kontinuierlich eine Periode des Wellenverlaufs an.

1 - CRT-Bildschirm, 2 - Kathode, 3 - Modulator, 4 - erste Anode, 5 - zweite Anode, P - Ablenkplatten.

CRT mit elektromagnetischer Steuerung

In Fällen, in denen eine große Ablenkung erforderlich ist, wird die Verwendung eines elektrischen Felds zum Ablenken des Strahls ineffizient.

Elektromagnetische Röhren haben eine Elektronenkanone, genau wie elektrostatische Röhren. Der Unterschied besteht darin, dass sich die Spannung an der ersten Anode nicht ändert und die Anoden nur dazu da sind, den Elektronenfluss zu beschleunigen. Magnetfelder werden benötigt, um den Strahl in Fernseh-CRTs mit großen Bildschirmen abzulenken.

Die Fokussierung des Elektronenstrahls erfolgt mit einer Fokussierspule. Die Fokussierspule hat eine gewöhnliche Wicklung und wird direkt auf den Rohrkolben aufgesteckt. Die Fokussierspule erzeugt ein Magnetfeld. Wenn sich die Elektronen entlang der Achse bewegen, ist der Winkel zwischen dem Geschwindigkeitsvektor und den magnetischen Feldlinien gleich 0, daher ist die Lorentzkraft gleich null. Wenn ein Elektron schräg in den Magneten einfliegt, weicht die Flugbahn des Elektrons aufgrund der Lorentzkraft in Richtung Spulenmitte ab. Infolgedessen schneiden sich alle Elektronenbahnen in einem Punkt. Indem Sie den Strom durch die Fokussierspule ändern, können Sie die Position dieses Punktes ändern. Stellen Sie sicher, dass dieser Punkt in der Ebene des Bildschirms liegt. Der Strahl wird unter Verwendung von Magnetfeldern abgelenkt, die von zwei Ablenkspulenpaaren erzeugt werden. Ein Paar besteht aus vertikalen Ablenkspulen und das andere aus Spulen, die derart angeordnet sind, dass ihre magnetischen Kraftlinien auf der Mittellinie zueinander senkrecht sind. Spulen haben eine komplexe Form und befinden sich am Hals der Röhre.

Bei Verwendung von Magnetfeldern zur Ablenkung des Strahls durch große Winkel CRT stellt sich als kurz heraus und ermöglicht es Ihnen auch, große Bildschirme herzustellen.

Bildröhren.

Kineskope sind kombinierte CRTs, dh sie haben eine elektrostatische Fokussierung und eine elektromagnetische Strahlablenkung, um die Empfindlichkeit zu erhöhen. Der Hauptunterschied zwischen Bildröhren und CRTs ist folgender: Die Elektronenkanone von Bildröhren hat eine zusätzliche Elektrode, die als Beschleunigungselektrode bezeichnet wird. Sie befindet sich zwischen dem Modulator und der ersten Anode, wird mit einer positiven Spannung von mehreren hundert Volt gegenüber der Kathode beaufschlagt und dient zur zusätzlichen Beschleunigung des Elektronenflusses.

Schematisches Gerät einer Bildröhre für Schwarz-Weiß-Fernsehen: 1- Gewinde der Kathodenheizung; 2- Kathode; 3- Steuerelektrode; 4- Beschleunigungselektrode; 5- erste Anode; 6- zweite Anode; 7 - leitfähige Beschichtung (Aquadag); 8 und 9 - Spulen zur vertikalen und horizontalen Ablenkung des Strahls; 10 - Elektronenstrahl; 11 - Bildschirm; 12 - Ausgang der zweiten Anode.

Der zweite Unterschied besteht darin, dass der Bildröhrenbildschirm im Gegensatz zur CRT dreischichtig ist:

1 Schicht - äußere Schicht- Glas. Das Glas der Bildröhre unterliegt erhöhten Anforderungen an die Parallelität der Wände und das Fehlen von Fremdeinschlüssen.

Schicht 2 ist ein Leuchtstoff.

Schicht 3 ist ein dünner Aluminiumfilm. Dieser Film hat zwei Funktionen:

Erhöht die Helligkeit des Bildschirms und wirkt wie ein Spiegel.

Die Hauptfunktion besteht darin, den Leuchtstoff vor schweren Ionen zu schützen, die zusammen mit Elektronen aus der Kathode fliegen.

Farbige Bildröhren.

Das Funktionsprinzip basiert auf der Tatsache, dass durch Mischen von drei Farben - Rot, Blau und Grün - jede Farbe und jeder Farbton erhalten werden kann. Daher haben Farbbildröhren drei Elektronenkanonen und ein gemeinsames Ablenksystem. Der Bildschirm einer Farbkamera besteht aus separaten Abschnitten, von denen jeder drei Leuchtstoffzellen enthält, die rot, blau und leuchten grüne Blumen. Darüber hinaus sind die Größen dieser Zellen so klein und sie liegen so nahe beieinander, dass ihr Leuchten vom Auge als Gesamtheit wahrgenommen wird. Dies ist das allgemeine Prinzip beim Bau von Farb-Bildröhren.

Mosaik (Triaden) eines Farb-Kinescope-Bildschirms mit einer Lochmaske: R - rot, G - grün, B - blaue Phosphor-"Punkte".

Elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern

Eigenleitfähigkeit von Halbleitern.

Ein intrinsischer Halbleiter ist ein chemisch vollkommen reiner Halbleiter mit einem homogenen Kristallgitter, in dessen Valenzbahn sich vier Elektronen befinden. Silizium wird am häufigsten in Halbleiterbauelementen verwendet. Si und Germanium Ge.

Die Elektronenhülle eines Siliziumatoms ist unten gezeigt. Nur vier Elektronen der äußeren Hülle, Valenzelektronen genannt, können an der Bildung chemischer Bindungen und am Leitungsprozess teilnehmen. Zehn innere Elektronen sind an solchen Prozessen nicht beteiligt.

Die Kristallstruktur eines Halbleiters in einer Ebene kann wie folgt dargestellt werden.

Wenn ein Elektron eine Energie erhalten hat, die größer als die Bandlücke ist, bricht es die kovalente Bindung und wird frei. An ihrer Stelle wird eine Leerstelle gebildet, die eine positive Ladung in der Größenordnung der Elektronenladung hat und genannt wird Loch. Bei einem chemisch reinen Halbleiter die Elektronenkonzentration n gleich der Lochkonzentration ist p.

Der Vorgang der Bildung eines Ladungspaares aus Elektronen und Löchern wird als Ladungserzeugung bezeichnet.

An die Stelle eines Lochs kann ein freies Elektron treten, das eine kovalente Bindung wiederherstellt und dabei einen Energieüberschuss abstrahlt. Dieser Vorgang wird als Ladungsrekombination bezeichnet. Bei der Rekombination und Erzeugung von Ladungen scheint sich das Loch in die entgegengesetzte Richtung zur Bewegungsrichtung der Elektronen zu bewegen, daher wird das Loch als beweglicher positiver Ladungsträger angesehen. Löcher und freie Elektronen, die durch die Erzeugung von Ladungsträgern entstehen, werden intrinsische Ladungsträger genannt, und die Leitfähigkeit eines Halbleiters aufgrund seiner eigenen Ladungsträger wird als intrinsische Leitfähigkeit des Leiters bezeichnet.

Fremdleitfähigkeit von Leitern.

Da die Leitfähigkeit chemisch reiner Halbleiter stark von äußeren Bedingungen abhängt, werden in Halbleiterbauelementen dotierte Halbleiter eingesetzt.

Wenn eine fünfwertige Verunreinigung in einen Halbleiter eingeführt wird, stellen 4 Valenzelektronen kovalente Bindungen mit Atomen des Halbleiters wieder her, und das fünfte Elektron bleibt frei. Aus diesem Grund übersteigt die Konzentration an freien Elektronen die Konzentration an Löchern. Beimischung, aufgrund dessen n> p, wird genannt Spender Verunreinigung. Ein Halbleiter, der n> p, wird ein Halbleiter mit elektronischer Leitfähigkeit oder ein Halbleiter genannt n-Typ.

im Halbleiter n-Typ Elektronen werden als Majoritätsladungsträger und Löcher als Minoritätsladungsträger bezeichnet.

Wenn eine dreiwertige Verunreinigung eingeführt wird, stellen drei ihrer Valenzelektronen die kovalente Bindung mit den Atomen des Halbleiters wieder her, und die vierte kovalente Bindung wird nicht wiederhergestellt, d. h. es gibt ein Loch. Als Ergebnis ist die Lochkonzentration größer als die Elektronenkonzentration.

Die Verunreinigung, bei der p> n, wird genannt Akzeptor Verunreinigung.

Ein Halbleiter, der p> n, wird ein Halbleiter mit einer Leitfähigkeit vom Lochtyp oder ein Halbleiter genannt p-Typ. im Halbleiter p-Typ Löcher werden als Majoritätsladungsträger und Elektronen als Minoritätsladungsträger bezeichnet.

Bildung eines Elektron-Loch-Übergangs.

Aufgrund ungleichmäßiger Konzentration an der Grenzfläche R und n Halbleiter entsteht ein Diffusionsstrom, aufgrund dessen Elektronen ab n- Bereiche verschieben in p-Bereich, und nicht kompensierte Ladungen positiver Ionen der Donatorverunreinigung verbleiben an ihrer Stelle. Im p-Bereich ankommende Elektronen rekombinieren mit Löchern, und es entstehen unkompensierte Ladungen negativer Ionen der Akzeptor-Störstelle. Breite R-nÜbergang - Zehntel Mikrometer. An der Grenzfläche entsteht ein internes elektrisches Feld des p-n-Übergangs, das die Hauptladungsträger bremst und von der Grenzfläche abstößt.

Für Minoritätsladungsträger beschleunigt sich das Feld und überträgt sie in die Region, wo sie die Hauptladungsträger sein werden. Die maximale elektrische Feldstärke liegt an der Grenzfläche.

Die Verteilung des Potentials über die Breite des Halbleiters wird als Potentialdiagramm bezeichnet. Potentialunterschied quer R-nÜbergang heißt Kontakt Unterschied Potenziale oder potenzielle Barriere. Damit überwindet sich der Hauptladungsträger R-n Beim Übergang muss seine Energie ausreichen, um die Potentialbarriere zu überwinden.

Direkte und umgekehrte Inklusion p-nÜberleitung.

Wir legen eine externe Spannung plus an an R- Bereiche. Das äußere elektrische Feld ist auf das innere Feld gerichtet R-nÜbergang, der zu einer Abnahme der Potentialbarriere führt. Die Hauptladungsträger können die Potentialbarriere leicht überwinden und somit durch R-n Durch den Übergang fließt ein relativ großer Strom, der durch die Majoritätsladungsträger verursacht wird.

Eine solche Inklusion R-nÜbergang heißt direkt und der Strom durch R-n der durch Majoritätsladungsträger verursachte Übergang wird auch als Durchlassstrom bezeichnet. Es wird angenommen, dass mit direkter Verbindung R-nÜbergang ist offen. Wenn Sie eine externe Spannung mit einem Minus an anschließen p-Bereich, und weiter n-Region, dann entsteht ein äußeres elektrisches Feld, dessen Intensitätslinien mit dem inneren Feld zusammenfallen R-nÜberleitung. Dadurch wird die Potentialbarriere und die Breite erhöht R-nÜberleitung. Große Ladungsträger werden sich nicht überwinden können R-nÜbergang, und es gilt als das R-n der Übergang ist geschlossen. Beide Felder – sowohl intern als auch extern – werden für Minoritätsladungsträger beschleunigt, sodass Minoritätsladungsträger passieren R-n Kreuzung, die einen sehr kleinen Strom namens erzeugt Rückstrom. Eine solche Inklusion R-nÜbergang wird auch Umkehrung genannt.

Eigenschaften p-nÜberleitung.Strom-Spannungs-Kennlinie p-nÜberleitung

Zurück zu den Hauptfunktionen R-n Zu den Übergängen gehören:

- die Eigenschaft der Einwegleitung;

Temperatureigenschaften R-nÜberleitung;

Frequenzeigenschaften R-nÜberleitung;

Abbauen R-nÜberleitung.

Eigenschaft der Einwegleitung R-n Betrachten Sie den Übergang auf der Strom-Spannungs-Kennlinie.

Die Strom-Spannungs-Kennlinie (CVC) ist eine grafisch ausgedrückte Abhängigkeit der Größe des durchfließenden Stroms R-nÜbergang des Stroms von der Größe der angelegten Spannung ich= f(U) - Abb.29.

Da die Größe des Rückstroms um ein Vielfaches geringer ist als der Gleichstrom, kann der Rückstrom vernachlässigt und davon ausgegangen werden R-n Der Übergang leitet Strom nur in eine Richtung. Temperatur Eigenschaft R-nÜbergang zeigt, wie sich die Arbeit verändert R-nÜbergang bei Temperaturänderung. Auf der R-n Der Übergang wird weitgehend durch Erhitzen beeinflusst, in sehr geringem Maße durch Abkühlen. Mit steigender Temperatur nimmt die thermische Erzeugung von Ladungsträgern zu, was zu einer Erhöhung sowohl des Durchlass- als auch des Sperrstroms führt. Frequenzeigenschaften R-nÜbergänge zeigen, wie es geht R-nÜbergang, wenn eine hochfrequente Wechselspannung daran angelegt wird. Frequenzeigenschaften R-nÜbergänge werden durch zwei Arten von Übergangskapazitäten definiert.

Der erste Kapazitätstyp ist die Kapazität aufgrund der unbeweglichen Ladungen der Ionen der Donor- und Akzeptor-Verunreinigungen. Sie wird Lade- oder Sperrkapazität genannt. Die zweite Kapazitätsart ist die Diffusionskapazität aufgrund der Diffusion von beweglichen Ladungsträgern hindurch R-n direkter Übergang.

Wenn an R-n Anschluss zur Versorgung von Wechselspannung, dann die Kapazität R-n Der Übergang nimmt mit zunehmender Frequenz ab, und bei einigen hohen Frequenzen kann die Kapazität gleich dem Innenwiderstand werden R-nÜbergang mit Direktanschluss. In diesem Fall fließt beim Wiedereinschalten ein ausreichend großer Rückstrom durch diese Kapazität, und R-n der Übergang verliert die Eigenschaft der Einwegleitung.

Fazit: Je kleiner der Kapazitätswert R-nÜbergang, desto höhere Frequenzen kann es betreiben.

Die Sperrkapazität wirkt sich hauptsächlich auf die Frequenzeigenschaften aus, da die Diffusionskapazität bei direkter Verbindung auftritt, wenn der Innenwiderstand R-n kleiner Übergang.

Aufschlüsselung p-nÜberleitung.

Mit einer Erhöhung der Sperrspannung reicht die Energie des elektrischen Feldes aus, um Ladungsträger zu erzeugen. Dies führt zu einem starken Anstieg des Rückstroms. Das Phänomen eines starken Anstiegs des Rückstroms bei einer bestimmten Sperrspannung wird als elektrischer Durchschlag bezeichnet. R-nÜberleitung.

Der elektrische Durchschlag ist ein reversibler Durchschlag, dh mit einer Abnahme der Sperrspannung R-n der Übergang stellt die Eigenschaft der Einwegleitung wieder her. Wenn die Sperrspannung nicht reduziert wird, wird der Halbleiter aufgrund der thermischen Wirkung des Stroms sehr heiß und R-nÜbergang brennt. Dieses Phänomen wird als thermisches Durchgehen bezeichnet. R-nÜberleitung. Thermischer Abbau ist irreversibel.

Halbleiterdioden

Eine Halbleiterdiode ist eine Vorrichtung, die aus einem Halbleiterkristall besteht, der normalerweise einen p-n-Übergang enthält und zwei Anschlüsse hat. Es gibt viele verschiedene Arten Dioden - Gleichrichter, Impuls, Tunnel, invertiert, Mikrowellendioden sowie Zenerdioden, Varicaps, Fotodioden, LEDs usw.

Die Diodenkennzeichnung besteht aus 4 Bezeichnungen:

K C -156 A

Kathodenstrahlröhren(CRT) - Elektrovakuumgeräte, die entwickelt wurden, um ein elektrisches Signal in ein Lichtbild umzuwandeln, indem ein dünner Elektronenstrahl verwendet wird, der auf einen speziellen Bildschirm gerichtet ist, der mit bedeckt ist Phosphor- eine Zusammensetzung, die glühen kann, wenn sie mit Elektronen bombardiert wird.

Auf Abb. Fig. 15 zeigt die Vorrichtung einer Kathodenstrahlröhre mit einem Elektrostatik Fokussierung und elektrostatisch Strahlablenkung. Die Röhre enthält eine beheizte Oxidkathode mit einer emittierenden Oberfläche, die dem Loch im Modulator zugewandt ist. Am Modulator wird gegenüber der Kathode ein kleines negatives Potential eingestellt. Weiter entlang der Röhrenachse (und entlang des Strahlengangs) befindet sich eine Fokussierelektrode, auch erste Anode genannt, deren positives Potential dazu beiträgt, Elektronen aus dem kathodennahen Raum durch das Modulatorloch zu ziehen und daraus einen schmalen Strahl zu formen. Die weitere Fokussierung und Beschleunigung der Elektronen erfolgt durch das Feld der zweiten Anode (Beschleunigungselektrode). Sein Potential in der Röhre ist das positivste und beträgt Einheiten - Dutzende von Kilovolt. Die Kombination aus Kathode, Modulator und Beschleunigungselektrode bildet eine Elektronenkanone (Elektronensuchscheinwerfer). Das inhomogene elektrische Feld im Raum zwischen den Elektroden wirkt auf den Elektronenstrahl als kollektive elektrostatische Linse. Elektronen unter der Wirkung dieser Linse konvergieren zu einem Punkt auf Innerhalb Bildschirm. Der Bildschirm ist von innen mit einer Phosphorschicht bedeckt – einer Substanz, die die Energie des Elektronenflusses in Licht umwandelt. Draußen leuchtet die Stelle, wo der Elektronenstrom auf den Schirm fällt.

Um die Position des Leuchtflecks auf dem Bildschirm zu kontrollieren und damit ein Bild zu erhalten, wird der Elektronenstrahl mit zwei Paaren flacher Elektroden entlang zweier Koordinaten abgelenkt - Umlenkbleche X und Y. Der Ablenkwinkel des Strahls hängt von der an die Platten angelegten Spannung ab. Unter der Einwirkung variabler Ablenkspannungen auf die Platten läuft der Strahl um verschiedene Punkte auf dem Schirm herum. Die Helligkeit des Punktglühens hängt von der Stärke des Strahlstroms ab. Zur Steuerung der Helligkeit wird eine Wechselspannung an den Eingang des Modulators Z angelegt. Um ein stabiles Bild eines periodischen Signals zu erhalten, wird es periodisch auf dem Bildschirm abgetastet, wobei die sich linear ändernde horizontale Abtastspannung X mit dem zu untersuchenden Signal synchronisiert wird. der gleichzeitig in die vertikalen Ablenkplatten Y eintritt. Auf diese Weise werden Bilder auf dem CRT-Bildschirm erzeugt. Der Elektronenstrahl hat eine geringe Trägheit.

Neben der Elektrostatik wird es auch verwendet magnetischer Fokus Elektronenstrahl. Dazu wird eine Gleichstromspule verwendet, in die eine CRT eingesetzt wird. Die Qualität der magnetischen Fokussierung ist höher (kleinere Punktgröße, weniger Verzerrung), aber die magnetische Fokussierung ist umständlich und verbraucht kontinuierlich Strom.

Weit verbreitet (in Bildröhren) ist die magnetische Ablenkung des Strahls, die durch zwei Spulenpaare mit Strömen durchgeführt wird. In einem Magnetfeld wird das Elektron entlang des Kreisradius abgelenkt, und der Ablenkwinkel kann viel größer sein als bei einer CRT mit elektrostatischer Ablenkung. Die Geschwindigkeit des magnetischen Ablenksystems ist jedoch aufgrund der Trägheit der stromdurchflossenen Spulen gering. Daher wird in Oszilloskopröhren nur die elektrostatische Strahlablenkung als weniger träge verwendet.

Der Bildschirm ist der wichtigste Teil der CRT. Als Elektroluminophore es werden verschiedene anorganische Verbindungen und deren Mischungen verwendet, beispielsweise Zink- und Zink-Cadmium-Sulfide, Zinksilikat, Calcium- und Cadmium-Wolframate usw. mit Verunreinigungen von Aktivatoren (Kupfer, Mangan, Wismut usw.). Die Hauptparameter des Leuchtstoffs: Leuchtfarbe, Helligkeit, Punktlichtintensität, Lichtleistung, Nachleuchten. Die Farbe des Glühens wird durch die Zusammensetzung des Leuchtstoffs bestimmt. Die Helligkeit des Leuchtens des Leuchtstoffs in Cd / m 2

B ~ (dn/dt)(U-U 0) m ,

wobei dn/dt der Elektronenfluss pro Sekunde ist, d. h. der Strahlstrom A;

U 0 - Glimmpotential des Leuchtstoffs, V;

U ist die Beschleunigungsspannung der zweiten Anode, V;

Die Lichtintensität des Spots ist proportional zur Helligkeit. Die Lichtausbeute ist das Verhältnis der Lichtstärke des Spots zur Leistung des Strahls in cd/W.

Nachglühen- dies ist die Zeit, während der die Helligkeit des Spots nach dem Abschalten des Strahls auf 1 % des ursprünglichen Werts abfällt. Leuchtstoffe unterscheiden sich durch ein sehr kurzes (weniger als 10 μs) Nachleuchten, durch ein kurzes (von 10 μs bis 10 ms), ein mittleres (von 10 bis 100 ms), ein langes (von 0,1 bis 16 s) und ein sehr langes (mehr als 16 s) Nachglühen Nachglühen. Die Wahl des Nachleuchtwertes wird durch den Umfang der CRT bestimmt. Für Bildröhren werden Leuchtstoffe mit geringem Nachleuchten verwendet, da sich das Bild auf dem Bildschirm der Bildröhre ständig ändert. Für Oszilloskopröhren werden Leuchtstoffe verwendet, die je nach Frequenzbereich der darzustellenden Signale mittel bis sehr lange nachleuchten.

Ein wichtiger Punkt, der genauerer Betrachtung bedarf, bezieht sich auf das Potenzial des CRT-Bildschirms. Wenn ein Elektron auf den Bildschirm trifft, lädt es den Bildschirm mit einem negativen Potential auf. Jedes Elektron lädt den Schirm wieder auf und sein Potential wird immer negativer, so dass sehr schnell ein bremsendes Feld entsteht und die Bewegung der Elektronen zum Schirm stoppt. Bei echten CRTs passiert dies nicht, da jedes Elektron, das auf den Bildschirm trifft, Sekundärelektronen aus ihm herausschlägt, dh es findet eine Sekundärelektronenemission statt. Sekundärelektronen tragen eine negative Ladung vom Schirm weg, und um sie aus dem Raum vor dem Schirm zu entfernen, sind die Innenwände der CRT mit einer leitfähigen Schicht auf Kohlenstoffbasis bedeckt, die elektrisch mit der zweiten Anode verbunden ist. Damit dieser Mechanismus funktioniert, sekundärer Emissionsfaktor, das heißt, das Verhältnis der Anzahl der Sekundärelektronen zur Anzahl der Primärelektronen muss größer als eins sein. Bei Leuchtstoffen hängt der Sekundäremissionskoeffizient Kve jedoch von der Spannung an der zweiten Anode U a ab. Ein Beispiel für eine solche Abhängigkeit ist in Abb. 16, woraus folgt, dass das Potential des Schirms den Wert nicht überschreiten sollte

U a max , sonst nimmt die Helligkeit des Bildes nicht zu, sondern ab. Je nach Leuchtstoffmaterial beträgt die Spannung U a max = 5…35 kV. Zur Erhöhung des Grenzpotentials wird der Schirm von innen mit einer dünnen elektronendurchlässigen Metallfolie (meist Aluminium - aluminisiert Schirm) elektrisch mit der zweiten Anode verbunden. Das Schirmpotential wird dabei nicht durch den Sekundäremissionskoeffizienten des Leuchtstoffs bestimmt, sondern durch die Spannung an der zweiten Anode. Dadurch können Sie eine höhere Spannung der zweiten Anode verwenden und eine höhere Helligkeit des Bildschirms erzielen. Die Helligkeit des Glühens erhöht sich auch aufgrund der Reflexion des innerhalb der Röhre emittierten Lichts von der Aluminiumfolie. Letztere ist nur für ausreichend schnelle Elektronen transparent, daher muss die Spannung der zweiten Anode 7...10 kV überschreiten.

Die Lebensdauer von Kathodenstrahlröhren ist nicht nur wie bei anderen Elektrovakuumgeräten durch den Emissionsverlust der Kathode begrenzt, sondern auch durch die Zerstörung des Leuchtstoffs auf dem Schirm. Erstens wird die Leistung des Elektronenstrahls äußerst ineffizient genutzt. Nicht mehr als zwei Prozent davon werden zu Licht, während mehr als 98 % den Phosphor nur erhitzen, während seine Zerstörung stattfindet, was sich darin ausdrückt, dass die Lichtleistung des Bildschirms allmählich abnimmt. Das Ausbrennen erfolgt schneller mit zunehmender Leistung des Elektronenflusses, mit abnehmender Beschleunigungsspannung und auch intensiver an Stellen, an denen der Strahl längere Zeit einfällt. Ein weiterer Faktor, der die Lebensdauer einer Kathodenstrahlröhre verringert, ist der Beschuss des Schirms durch negative Ionen, die aus den Atomen der Kathodenoxidbeschichtung gebildet werden. Beschleunigt durch das Beschleunigungsfeld bewegen sich diese Ionen auf das Sieb zu, wobei sie das Ablenksystem passieren. In elektrostatisch abgelenkten Röhren werden Ionen genauso effizient abgelenkt wie Elektronen, sodass sie mehr oder weniger gleichmäßig auf verschiedene Bereiche des Bildschirms treffen. In Röhren mit magnetischer Ablenkung werden Ionen aufgrund ihrer um ein Vielfaches größeren Masse schwächer abgelenkt als Elektronen, fallen hauptsächlich in den mittleren Teil des Schirms und bilden schließlich einen allmählich dunkler werdenden sogenannten „Ionenfleck“ auf dem Schirm. Röhren mit aluminisiertem Schirm sind viel unempfindlicher gegenüber Ionenbeschuss, da der Aluminiumfilm den Weg der Ionen zum Leuchtstoff blockiert.

Es gibt zwei Arten von Kathodenstrahlröhren, die am häufigsten verwendet werden: Oszilloskop und Bildröhren. Oszilloskopröhren dienen zur Darstellung einer Vielzahl von Prozessen, die durch elektrische Signale dargestellt werden. Sie haben eine elektrostatische Strahlablenkung, weil sie es dem Oszilloskop ermöglichen, höherfrequente Signale anzuzeigen. Die Strahlfokussierung ist ebenfalls elektrostatisch. Typischerweise wird das Oszilloskop im periodischen Sweep-Modus verwendet: auf den Platten der horizontalen Abweichung ab interner Generator Sweep, kommt eine Sägezahnspannung mit einer konstanten Frequenz an ( Sweep-Spannung) wird eine verstärkte Spannung des zu untersuchenden Signals an die vertikalen Ablenkplatten angelegt. Wenn das Signal periodisch ist und seine Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Sweep-Frequenz ist, erscheint eine stationäre Kurve des Signals über der Zeit auf dem Bildschirm ( Wellenform). Moderne Oszilloskopröhren sind komplexer aufgebaut als die in Abb. 15 haben sie große Menge Elektroden werden ebenfalls verwendet zweistrahlig oszillografische CRTs, die einen doppelten Satz aller Elektroden mit einem gemeinsamen Bildschirm haben und es Ihnen ermöglichen, zwei verschiedene Signale synchron anzuzeigen.

Kineskope sind CRTs mit Helligkeitsmarke, dh mit Strahlhelligkeitssteuerung durch Ändern des Modulatorpotentials; Sie werden in Haushalts- und Industriefernsehern sowie in Haushalts- und Industriefernsehern eingesetzt überwacht Computer, die ein elektrisches Signal in ein zweidimensionales Bild auf einem Bildschirm umwandeln. Kinescopes unterscheiden sich von Oszilloskop-CRTs große Größen Bildschirm, die Art des Bildes ( Halbton auf der gesamten Oberfläche des Bildschirms), die Verwendung einer magnetischen Ablenkung des Strahls in zwei Koordinaten, die relativ kleine Größe des Leuchtflecks, strenge Anforderungen an die Stabilität der Punktgröße und die Linearität von Scans. Die vollkommensten sind Farbkineskope für Computermonitore, die sie haben eine hohe Auflösung(bis zu 2000 Zeilen), minimale geometrische Rasterverzerrung, korrekte Farbwiedergabe. BEI andere Zeit Bildröhren wurden mit einer Bildschirmdiagonale von 6 bis 90 cm hergestellt, die Länge der Bildröhre entlang ihrer Achse ist normalerweise etwas geringer als die Diagonale, der maximale Strahlablenkwinkel beträgt 110 ... 116 0. Der Bildschirm einer Farbkamera ist von innen mit vielen Punkten oder schmalen Streifen aus Leuchtstoffen unterschiedlicher Zusammensetzung bedeckt, die einen elektrischen Strahl in eine von drei Grundfarben umwandeln: Rot, Grün, Blau. Es gibt drei Elektronenkanonen in einer Farb-Bildröhre, eine für jede Primärfarbe. Beim Scannen über den Bildschirm bewegen sich die Strahlen parallel und beleuchten benachbarte Bereiche des Leuchtstoffs. Die Strahlströme sind unterschiedlich und hängen von der Farbe des resultierenden Bildelements ab. Neben Bildröhren für die direkte Beobachtung gibt es Projektionsbildröhren mit kleine Größen hohe Bildschirmhelligkeit. Dieses helle Bild wird dann optisch auf eine flache weiße Leinwand projiziert, was zu einem großen Bild führt.

Seit 1902 arbeitet Boris Lvovich Rosing mit Browns Pfeife. Am 25. Juli 1907 meldete er die Erfindung „Verfahren elektrische Übertragung Bilder auf Distanz. Der Strahl wurde in der Röhre durch Magnetfelder gescannt, und das Signal wurde unter Verwendung eines Kondensators moduliert (Helligkeit geändert), der den Strahl vertikal ablenken konnte, wodurch die Anzahl der Elektronen geändert wurde, die durch die Membran zum Schirm gingen. Am 9. Mai 1911 demonstrierte Rosing auf einer Tagung der Russischen Technischen Gesellschaft die einfache Übertragung von Fernsehbildern geometrische Formen und sie mit Wiedergabe auf dem CRT-Bildschirm zu empfangen.

Zu Beginn und Mitte des 20. Jahrhunderts spielten Vladimir Zworykin, Allen Dumont und andere eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung der CRT.

Einstufung

Nach der Methode der Elektronenstrahlablenkung werden alle CRTs in zwei Gruppen eingeteilt: mit elektromagnetischer Ablenkung (Indikator-CRTs und Bildröhren) und mit elektrostatischer Ablenkung (oszillographische CRTs und ein sehr kleiner Teil von Indikator-CRTs).

Entsprechend der Fähigkeit, das aufgezeichnete Bild zu speichern, werden CRTs in Röhren ohne Speicher und Röhren mit Speicher (Indikator und Oszilloskop) unterteilt, deren Design spezielle Speicherelemente (Knoten) vorsieht, mit deren Hilfe ein einmal aufgezeichnetes Bild kann immer wieder reproduziert werden.

Entsprechend der Farbe des Bildschirmglühens werden CRTs in monochrom und mehrfarbig unterteilt. Monochrom kann haben andere Farbe glühen: weiß, grün, blau, rot und andere. Multicolors werden nach dem Wirkprinzip in zweifarbig und dreifarbig unterteilt. Zweifarbige Anzeige-CRTs, deren Farbe sich entweder aufgrund des Schaltens von Hochspannung oder aufgrund einer Änderung der Stromdichte des Elektronenstrahls ändert. Dreifarbig (nach Primärfarben) - Farb-Bildröhren, deren mehrfarbiges Leuchten des Bildschirms durch spezielle Konstruktionen des elektronenoptischen Systems, der Farbtrennmaske und des Bildschirms sichergestellt wird.

Oszillographische CRTs werden in Niederfrequenz- und Mikrowellenröhren unterteilt. In den Entwürfen der letzteren genug ein komplexes System Ablenkung des Elektronenstrahls.

Kineskope werden in Fernsehen, Monitor und Projektion (verwendet in Videoprojektoren) unterteilt. Monitor-Bildröhren haben einen kleineren Maskenabstand als Fernsehbildröhren, und Projektions-Bildröhren haben eine erhöhte Bildschirmhelligkeit. Sie sind einfarbig und haben ein rotes, grünes und blaues Bildschirmleuchten.

Gerät und Funktionsprinzip

Allgemeine Grundsätze

Schwarz-Weiß-Kinescope-Gerät

in einem Ballon 9 ein tiefes Vakuum wird erzeugt - zuerst wird die Luft abgepumpt, dann werden alle Metallteile der Bildröhre durch einen Induktor erhitzt, um die absorbierten Gase freizusetzen, ein Getter wird verwendet, um die restliche Luft allmählich zu absorbieren.

Um einen Elektronenstrahl zu erzeugen 2 wird eine als Elektronenkanone bezeichnete Vorrichtung verwendet. Kathode 8 durch ein Filament beheizt 5 , gibt Elektronen ab. Um die Elektronenemission zu erhöhen, wird die Kathode mit einer Substanz mit niedriger Austrittsarbeit beschichtet (die größten Hersteller von CRTs verwenden dafür ihre eigenen patentierten Technologien). Durch Veränderung der Spannung an der Steuerelektrode ( Modulator) 12 Sie können die Intensität des Elektronenstrahls und dementsprechend die Helligkeit des Bildes ändern (es gibt auch Modelle mit Kathodensteuerung). Zusätzlich zur Steuerelektrode enthält die Kanone moderner CRTs eine Fokussierelektrode (bis 1961 wurde die elektromagnetische Fokussierung in Haushaltsbildröhren mit einer Fokussierspule verwendet 3 Ader 11 ), entworfen, um einen Punkt auf dem Bildröhrenschirm auf einen Punkt zu fokussieren, eine Beschleunigungselektrode zur zusätzlichen Beschleunigung von Elektronen innerhalb der Kanone und der Anode. Nach Verlassen der Kanone werden die Elektronen durch die Anode beschleunigt 14 , die eine metallisierte Beschichtung ist Innenfläche Bildröhrenkegel, der mit der gleichnamigen Kanonenelektrode verbunden ist. Bei Farbbildröhren mit internem elektrostatischem Schirm ist dieser mit der Anode verbunden. Bei einer Reihe von Bildröhren früherer Modelle, wie z. B. 43LK3B, bestand der Kegel aus Metall und stellte die Anode selbst dar. Die Spannung an der Anode liegt im Bereich von 7 bis 30 Kilovolt. Bei einer Reihe kleiner oszillographischer CRTs ist die Anode nur eine der Elektroden der Elektronenkanone und wird mit Spannungen von bis zu mehreren hundert Volt betrieben.

Als nächstes durchläuft der Strahl das Ablenksystem 1 , die die Richtung des Strahls ändern können (die Abbildung zeigt ein magnetisches Ablenksystem). In Fernseh-CRTs wird ein magnetisches Ablenksystem verwendet, da es große Ablenkwinkel liefert. In Oszilloskop-CRTs wird ein elektrostatisches Ablenksystem verwendet, da es eine schnellere Reaktion bietet.

Der Elektronenstrahl trifft auf den Bildschirm 10 mit Phosphor beschichtet 4 . Durch den Beschuss mit Elektronen leuchtet der Leuchtstoff und ein sich schnell bewegender Fleck mit variabler Helligkeit erzeugt ein Bild auf dem Bildschirm.

Der Leuchtstoff erhält von den Elektronen eine negative Ladung und die Sekundäremission beginnt - der Leuchtstoff selbst beginnt, Elektronen zu emittieren. Dadurch erhält die gesamte Röhre eine negative Ladung. Um dies zu verhindern, befindet sich auf der gesamten Oberfläche der Röhre eine mit der Anode verbundene Schicht Aquadag - eine leitfähige Mischung auf Graphitbasis ( 6 ).

Die Bildröhre wird über die Leitungen angeschlossen 13 und Hochspannungssteckdose 7 .

Bei Schwarz-Weiß-Fernsehern ist die Zusammensetzung des Leuchtstoffs so gewählt, dass er in einer neutralen grauen Farbe leuchtet. In Videoterminals, Radargeräten usw. wird der Leuchtstoff häufig gelb oder grün gemacht, um die Ermüdung der Augen zu verringern.

Strahlablenkungswinkel

Der Ablenkwinkel des CRT-Strahls ist der maximale Winkel zwischen zwei möglichen Positionen des Elektronenstrahls innerhalb des Kolbens, bei dem noch ein Leuchtfleck auf dem Schirm sichtbar ist. Das Verhältnis der Diagonalen (Durchmesser) des Bildschirms zur Länge der CRT hängt vom Winkel ab. Bei oszillographischen CRTs sind es normalerweise bis zu 40 °, was mit der Notwendigkeit verbunden ist, die Empfindlichkeit des Strahls gegenüber den Auswirkungen von Ablenkplatten zu erhöhen und die Linearität der Ablenkcharakteristik sicherzustellen. Bei den ersten sowjetischen Fernsehbildröhren mit rundem Bildschirm betrug der Ablenkwinkel 50 °, bei Schwarzweiß-Bildröhren späterer Versionen 70 °, ab den 1960er Jahren stieg er auf 110 ° (eine der ersten solchen Bildröhren - 43LK9B). Bei Haushalts-Farbbildkameras sind es 90°.

Mit zunehmendem Ablenkwinkel des Strahls nehmen jedoch die Abmessungen und die Masse der Bildröhre ab:

• die von den Sweep-Knoten verbrauchte Leistung nimmt zu. Um dieses Problem zu lösen, wurde der Durchmesser des Bildröhrenhalses verringert, was jedoch eine Änderung des Designs der Elektronenkanone erforderte.
• die Anforderungen an die Genauigkeit der Herstellung und Montage des Ablenksystems steigen, was dadurch realisiert wurde, dass die Bildröhre mit dem Ablenksystem zu einem einzigen Modul zusammengebaut und im Werk montiert wurde.
• die Zahl der notwendige Elemente Einstellungen und Informationen zur Rastergeometrie.

All dies hat dazu geführt, dass in einigen Bereichen immer noch 70-Grad-Bildröhren verwendet werden. Auch bei kleinen Schwarz-Weiß-Bildröhren (z. B. 16LK1B), bei denen die Länge keine so große Rolle spielt, wird weiterhin ein Winkel von 70 ° verwendet.

Ionenfalle

Da es unmöglich ist, in einer CRT ein perfektes Vakuum zu erzeugen, verbleiben einige der Luftmoleküle im Inneren. Bei der Kollision mit Elektronen werden daraus Ionen gebildet, die mit einer Masse, die um ein Vielfaches größer ist als die Masse der Elektronen, praktisch nicht abweichen, den Leuchtstoff in der Mitte des Bildschirms allmählich ausbrennen und den sogenannten Ionenfleck bilden. Um dem entgegenzuwirken, wurde bis Mitte der 1960er Jahre das Prinzip der "Ionenfalle" verwendet: Die Achse der Elektronenkanone befand sich in einem gewissen Winkel zur Achse der Bildröhre, und ein außerhalb angeordneter einstellbarer Magnet lieferte ein Feld, das das Elektron drehte Richtung Achse fließen. Massive Ionen, die sich geradlinig bewegten, fielen in die eigentliche Falle.

Diese Konstruktion zwang jedoch dazu, den Durchmesser des Halses der Bildröhre zu vergrößern, was zu einer Erhöhung der erforderlichen Leistung in den Spulen des Ablenksystems führte.

In den frühen 1960er Jahren wurde es entwickelt neuer Weg Leuchtstoffschutz: Zusätzliche Bedampfung des Bildschirms, wodurch die maximale Helligkeit der Bildröhre verdoppelt werden konnte und die Notwendigkeit einer Ionenfalle eliminiert wurde.

Verzögerung beim Anlegen von Spannung an die Anode oder den Modulator

Bei einem Fernsehgerät, dessen Horizontalabtastung auf Lampen erfolgt, erscheint die Spannung an der Anode der Bildröhre erst, nachdem die Ausgangslampe der Horizontalabtastung und die Dämpfungsdiode aufgewärmt sind. Das Leuchten der Bildröhre hat in diesem Moment Zeit, sich aufzuwärmen.

Die Einführung von Vollhalbleiterschaltkreisen in horizontale Abtastknoten hat das Problem einer beschleunigten Abnutzung der Kathoden der Bildröhre geschaffen, weil die Spannung gleichzeitig mit dem Einschalten an die Anode der Bildröhre angelegt wird. Um diesem Phänomen entgegenzuwirken, wurden Amateurknoten entwickelt, die eine Verzögerung bei der Spannungsversorgung der Anode oder des Bildröhrenmodulators bewirken. Es ist interessant, dass in einigen von ihnen, obwohl sie für den Einbau in Vollhalbleiter-Fernseher vorgesehen sind, eine Radioröhre als Verzögerungselement verwendet wird. Später begann man mit der Produktion von Fernsehgeräten industrielle Produktion, in der zunächst eine solche Verzögerung vorgesehen ist.

Scan

Um ein Bild auf dem Bildschirm zu erzeugen, muss der Elektronenstrahl ständig mit hoher Frequenz über den Bildschirm streichen – mindestens 25 Mal pro Sekunde. Dieser Vorgang wird aufgerufen fegen. Es gibt mehrere Möglichkeiten, ein Bild zu scannen.

Rasterscannen

Der Elektronenstrahl durchläuft den gesamten Schirm reihenweise. Es gibt zwei Möglichkeiten:

• 1-2-3-4-5-… (progressive Abtastung);
• 1-3-5-7-… dann 2-4-6-8-… (interlaced).

Vektor-Auspacken

Der Elektronenstrahl wandert entlang der Linien des Bildes. In der Spielekonsole Vectrex wurde Vektorscannen verwendet.

Wischen Sie auf dem Radarschirm

Im Fall der Verwendung eines Surround-View-Bildschirms wird der sog. Typotron verläuft der Elektronenstrahl entlang der Radien des Schirms (der Schirm hat die Form eines Kreises). Serviceinformationen (Zahlen, Buchstaben, topografische Zeichen) werden in den meisten Fällen zusätzlich über die Zeichenmatrix (befindet sich in der Elektronenstrahlkanone) bereitgestellt.

Farb-Bildröhren

Farb-Bildröhrengerät. 1 - Elektronenkanonen. 2 - Elektronenstrahlen. 3 - Fokussierspule. 4 - Ablenkspulen. 5 - Anode. 6 - Maske, durch die der rote Strahl auf den roten Leuchtstoff usw. trifft. 7 - Rote, grüne und blaue Körner des Leuchtstoffs. 8 - Maske und Leuchtstoffkörner (vergrößert).

Eine Farbkamera unterscheidet sich von einer Schwarz-Weiß-Kamera dadurch, dass sie drei Kanonen hat - „rot“, „grün“ und „blau“ ( 1 ). Dementsprechend auf dem Bildschirm 7 drei Arten von Phosphor werden in einer bestimmten Reihenfolge aufgetragen - rot, grün und blau ( 8 ).

Je nach verwendetem Maskentyp sind die Kanonen im Hals der Bildröhre deltaförmig (an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks) oder planar (auf derselben Linie) angeordnet. Einige Elektroden mit dem gleichen Namen von verschiedenen Elektronenkanonen sind durch Leiter innerhalb der Bildröhre verbunden. Dies sind Beschleunigungselektroden, Fokussierelektroden, Heizungen (parallel geschaltet) und häufig Modulatoren. Eine solche Maßnahme ist aufgrund der begrenzten Größe ihres Halses notwendig, um die Anzahl der Ausgänge der Bildröhre einzusparen.

Nur der Strahl der roten Kanone trifft auf den roten Leuchtstoff, nur der Strahl der grünen Kanone trifft auf den grünen Leuchtstoff usw. Dies wird dadurch erreicht, dass zwischen den Kanonen und dem Schirm ein Metallgitter installiert ist, genannt Maske (6 ). Bei modernen Bildröhren besteht die Maske aus Invar, einer Stahlsorte mit einem kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten.

Arten von Masken

Es gibt zwei Arten von Masken:

Unter diesen Masken gibt es keinen klaren Anführer: den Schatten, den man spendet hohe Qualität Linien, Blende gibt gesättigtere Farben und hohe Effizienz. Geschlitzt kombiniert die Vorteile von Schatten und Blende, ist aber anfällig für Moiré.

Wie weniger Elemente Leuchtstoff, desto höher ist die Bildqualität, die die Röhre erzeugen kann. Ein Indikator für die Bildqualität ist Maskenschritt.

• Für ein Schattengitter ist der Maskenabstand der Abstand zwischen zwei nächstgelegenen Maskenlöchern (bzw. der Abstand zwischen zwei nächstgelegenen Phosphorelementen derselben Farbe).
• Für Apertur- und Schlitzgitter ist der Maskenabstand definiert als der horizontale Abstand zwischen den Maskenschlitzen (bzw. der horizontale Abstand zwischen den vertikalen Streifen eines Leuchtstoffs derselben Farbe).

Bei modernen Monitor-CRTs liegt der Maskenabstand bei 0,25 mm. Fernsehbildröhren, die aus größerer Entfernung betrachtet werden, verwenden Schritte in der Größenordnung von 0,8 mm.

Konvergenz der Strahlen

Da der Krümmungsradius des Schirms viel größer ist als der Abstand von ihm zum elektronenoptischen System bis ins Unendliche bei Flachbildröhren, und ohne Anwendung besonderer Maßnahmen, liegt der Schnittpunkt der Strahlen einer Farbbildröhre bei Bei konstantem Abstand von den Elektronenkanonen muss darauf geachtet werden, dass dieser Punkt genau auf der Oberfläche der Lochmaske liegt, da sonst eine Fehlregistrierung der drei Farbkomponenten des Bildes entsteht, die von der Mitte des Bildschirms zu den Rändern hin zunimmt. Um dies zu verhindern, müssen die Elektronenstrahlen richtig verschoben werden. Bei Kineskopen mit einer deltaförmigen Anordnung von Kanonen erfolgt dies durch ein spezielles elektromagnetisches System, das separat von einem Gerät gesteuert wird, das bei alten Fernsehgeräten in einer separaten Einheit - der Mischeinheit - für periodische Anpassungen untergebracht war. Bei Bildröhren mit einer planaren Anordnung von Kanonen erfolgt die Einstellung mit speziellen Magneten, die sich am Hals der Bildröhre befinden. Im Laufe der Zeit, insbesondere bei Bildröhren mit einer deltaförmigen Anordnung von Elektronenkanonen, wird die Konvergenz gestört und erfordert eine zusätzliche Anpassung. Die meisten Computerreparaturfirmen bieten einen Reparaturservice für Monitorbalken an.

Entmagnetisierung

Bei Farb-Bildröhren ist es erforderlich, die restliche oder zufällige Magnetisierung der Schattenmaske und des elektrostatischen Schirms zu entfernen, die die Bildqualität beeinträchtigt.

Die Entmagnetisierung erfolgt aufgrund des Auftretens in der sogenannten Entmagnetisierungsschleife - einer ringförmigen flexiblen Spule großer Durchmesser befindet sich auf der Oberfläche der Bildröhre - ein Impuls eines sich schnell ändernden gedämpften Magnetfelds. Damit dieser Strom nach dem Einschalten des Fernsehers allmählich abnimmt, werden Thermistoren verwendet. Viele Monitore enthalten zusätzlich zu den Thermistoren ein Relais, das am Ende des Entmagnetisierungsprozesses der Bildröhre die Stromversorgung dieses Schaltkreises abschaltet, damit der Thermistor abkühlt. Danach können Sie eine spezielle Taste oder häufiger einen speziellen Befehl im Monitormenü verwenden, um dieses Relais auszulösen und jederzeit erneut zu entmagnetisieren, ohne den Monitor aus- und wieder einschalten zu müssen.

Trineskop

Ein Trinescope ist ein Design, das aus drei Schwarz-Weiß-Bildröhren, Lichtfiltern und durchscheinenden Spiegeln (oder dichroitischen Spiegeln, die die Funktionen von durchscheinenden Spiegeln und Filtern kombinieren) besteht, die verwendet werden, um ein Farbbild zu erhalten.

Anwendung

Kineskope werden in Rasterabbildungssystemen verwendet: verschiedene Arten von Fernsehern, Monitoren, Videosystemen.

Oszillographische CRTs werden am häufigsten in Funktionsabhängigkeitsanzeigesystemen verwendet: Oszilloskope, Wobblescopes, auch als Anzeigegerät an Radarstationen, in Spezialgeräten; in den sowjetischen Jahren wurden auch als verwendet visuelle Hilfen beim Studium des Designs von Kathodenstrahlgeräten im Allgemeinen.

Zeichendruck-CRTs werden in verschiedenen Spezialgeräten verwendet.

Bezeichnung und Kennzeichnung

Die Bezeichnung von Haushalts-CRTs besteht aus vier Elementen:

• Erstes Element: eine Zahl, die die Diagonale eines rechteckigen oder runden Bildschirms in Zentimetern angibt;
• Das zweite Element: zwei Buchstaben, die angeben, dass die CRT zu einem bestimmten Designtyp gehört. LK - Bildröhre, LM - Röhre mit elektromagnetischer Strahlablenkung, LO - Röhre mit elektrostatischer Strahlablenkung, LN - Röhre mit Speicher (Indikator und Oszilloskop);
• Drittes Element: eine Nummer, die die Modellnummer einer bestimmten Röhre mit einer bestimmten Diagonale angibt, während die Nummerierung für Mikrowellen-Oszilloskopröhren bei Nummer 101 beginnt;
• Viertes Element: ein Buchstabe, der die Farbe des Bildschirmglühens angibt. C - Farbe, B - weißes Leuchten, I - grünes Leuchten, C - gelbgrünes Leuchten, C - orangefarbenes Leuchten, P - rotes Leuchten, A - blaues Leuchten. X - bezeichnet eine Instanz, die im Vergleich zum Prototyp schlechtere Beleuchtungsparameter aufweist.

In besonderen Fällen kann der Bezeichnung ein fünftes Element hinzugefügt werden, das zusätzliche Informationen enthält.

Beispiel: 50LK2B - eine Schwarz-Weiß-Bildröhre mit einer Bildschirmdiagonale von 50 cm, das zweite Modell, 3LO1I - eine Oszilloskopröhre mit einem grünen Leuchtschirmdurchmesser von 3 cm, das erste Modell.

Auswirkungen auf die Gesundheit

Elektromagnetische Strahlung

Diese Strahlung wird nicht von der Bildröhre selbst erzeugt, sondern von einem Ablenksystem. Röhren mit elektrostatischer Ablenkung, insbesondere Oszilloskopröhren, strahlen diese nicht ab.

Bei Monitorbildröhren wird zur Unterdrückung dieser Strahlung das Ablenksystem oft mit Ferritschalen abgedeckt. Fernsehbildröhren benötigen eine solche Abschirmung nicht, da der Zuschauer normalerweise in einem viel größeren Abstand vom Fernsehgerät als vom Monitor sitzt.

ionisierende Strahlung

Kineskope haben ionisierende Strahlung Zwei Arten.

Der erste davon ist der Elektronenstrahl selbst, der eigentlich ein Strom von Beta-Teilchen mit niedriger Energie (25 keV) ist. Diese Strahlung dringt nicht nach draußen und stellt keine Gefahr für den Benutzer dar.

Die zweite ist die Röntgenbremsstrahlung, die auftritt, wenn der Bildschirm mit Elektronen bombardiert wird. Um die Abgabe dieser Strahlung nach außen auf völlig unbedenkliche Werte zu reduzieren, wird das Glas mit Blei dotiert (siehe unten). Im Falle einer Fehlfunktion des Fernsehgeräts oder Monitors, die zu einem erheblichen Anstieg der Anodenspannung führt, kann der Pegel dieser Strahlung jedoch auf merkliche Werte ansteigen. Um solche Situationen zu verhindern, sind horizontale Scaneinheiten mit Schutzknoten ausgestattet.

In in- und ausländischen Farbfernsehern, die vor Mitte der 1970er Jahre hergestellt wurden, können zusätzliche Röntgenstrahlungsquellen vorhanden sein - stabilisierende Trioden, die parallel zur Bildröhre geschaltet sind und dazu dienen, die Anodenspannung und damit die Bildgröße zu stabilisieren. 6S20S-Trioden werden in Raduga-5- und Rubin-401-1-Fernsehern und GP-5 in frühen ULPCT-Modellen verwendet. Da das Glas des Zylinders einer solchen Triode viel dünner ist als das einer Bildröhre und nicht mit Blei legiert ist, ist es eine viel intensivere Quelle von Röntgenstrahlen als die Bildröhre selbst, weshalb es in einem speziellen Stahlschirm untergebracht ist . Spätere Modelle von ULPCT-Fernsehern verwenden andere Methoden der Hochspannungsstabilisierung, und diese Röntgenquelle ist ausgeschlossen.

flackern

Monitor Mitsubishi Diamond Pro 750SB (1024x768, 100 Hz) mit 1/1000 s aufgenommen. Die Helligkeit ist künstlich hoch; zeigt die tatsächliche Helligkeit des Bildes an verschiedene Punkte Bildschirm.

Der Strahl eines CRT-Monitors, der ein Bild auf dem Bildschirm erzeugt, bringt die Partikel des Leuchtstoffs zum Leuchten. Vor der Bildung des nächsten Frames haben diese Partikel Zeit, auszugehen, sodass Sie das "Flimmern des Bildschirms" beobachten können. Je höher die Bildrate, desto weniger auffälliges Flimmern. Niedrige Frequenzen führen zu Augenermüdung und sind gesundheitsschädlich.

Die meisten Fernseher mit Kathodenstrahlröhre haben 25 Bilder pro Sekunde, was mit Interlacing 50 Felder (Halbbilder) pro Sekunde (Hz) entspricht. Bei modernen TV-Modellen wird diese Frequenz künstlich auf 100 Hertz erhöht. Bei der Arbeit hinter dem Bildschirm ist das Flimmern stärker zu spüren, da der Abstand der Augen zur Bildröhre viel geringer ist als beim Fernsehen. Die empfohlene Mindestaktualisierungsrate des Monitors beträgt 85 Hertz. Bei frühen Monitormodellen können Sie nicht mit einer Bildwiederholfrequenz von mehr als 70-75 Hz arbeiten. Das Flimmern der CRT kann mit peripherer Sicht deutlich beobachtet werden.

unscharfes Bild

Das Bild auf einer Kathodenstrahlröhre ist im Vergleich zu anderen Arten von Bildschirmen verschwommen. Es wird angenommen, dass verschwommene Bilder einer der beitragenden Faktoren zur Ermüdung der Augen beim Benutzer sind. Andererseits hat die Unschärfe bei der Verwendung hochwertiger Monitore keine starken Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, und der Unschärfeeffekt selbst ermöglicht es Ihnen, die Glättung von Bildschirmschriften auf dem Monitor nicht zu verwenden, was sich in der Qualität der Bildwahrnehmung widerspiegelt , gibt es keine Schriftverzerrungen, die bei LCD-Monitoren inhärent sind.

Hochspannung

CRT verwendet Hochspannung. Wenn keine Maßnahmen ergriffen werden, kann eine Restspannung von Hunderten von Volt wochenlang auf CRT- und "Strapping" -Schaltungen verweilen. Daher werden den Schaltkreisen Entladewiderstände hinzugefügt, die den Fernseher innerhalb weniger Minuten nach dem Ausschalten vollständig sicher machen.

Entgegen der landläufigen Meinung kann die Anodenspannung einer CRT aufgrund der geringen Leistung des Spannungswandlers keine Person töten - es wird nur ein spürbarer Schlag erfolgen. Es kann jedoch auch tödlich sein, wenn eine Person Herzfehler hat. Es kann auch indirekt zu Verletzungen bis hin zum Tod führen, wenn eine Person durch Zurückziehen der Hand andere Fernseh- und Monitorschaltkreise berührt, die extrem lebensgefährliche Spannungen enthalten - und solche Schaltkreise sind in allen Modellen von Fernsehgeräten und Monitoren mit CRT vorhanden, wie z sowie rein mechanische Verletzungen im Zusammenhang mit einem plötzlichen unkontrollierten Sturz durch einen elektrischen Krampf.

Giftige Substanzen

Jede Elektronik (einschließlich CRT) enthält Substanzen, die gesundheitsschädlich sind und Umfeld. Darunter: Bariumverbindungen in Kathoden, Leuchtstoffe.

Gebrauchte CRTs gelten in den meisten Ländern als gefährlicher Abfall und müssen recycelt oder auf separaten Deponien entsorgt werden.

CRT-Explosion

Da im CRT aufgrund des Luftdrucks ein Unterdruck herrscht, trägt allein der Bildschirm eines 17-Zoll-Monitors etwa 800 kg – das Gewicht eines Kleinwagens. Aufgrund von Konstruktionsmerkmalen ist der Druck auf den Bildschirm und den Konus der CRT positiv, während der Druck auf der Seite des Bildschirms negativ ist, was eine Explosionsgefahr verursacht. Bei der Arbeit mit frühen Kinescope-Modellen erforderten Sicherheitsvorschriften die Verwendung von Schutzhandschuhen, einer Maske und einer Schutzbrille. Vor dem Kinescope-Bildschirm des Fernsehers wurde eine Glasschutzscheibe installiert, und an den Rändern wurde eine Metallschutzmaske angebracht.

Ab der zweiten Hälfte der 1960er Jahre ist der gefährliche Teil der Bildröhre mit einem speziellen explosionssicheren Metallverband bedeckt, der in Form einer Ganzmetall-Stanzstruktur hergestellt oder in mehreren Lagen Klebeband gewickelt ist. Ein solcher Verband schließt die Möglichkeit einer spontanen Explosion aus. Bei einigen Modellen von Bildröhren wurde zusätzlich eine Schutzfolie verwendet, um den Bildschirm abzudecken.

Trotz der Verwendung von Schutzsystemen ist nicht ausgeschlossen, dass Menschen von Splittern getroffen werden, wenn die Bildröhre absichtlich zerbrochen wird. In dieser Hinsicht brechen sie bei der Zerstörung des letzteren aus Sicherheitsgründen zuerst das Shtengel - ein technologisches Glasrohr am Ende des Halses unter einer Kunststoffbasis, durch das während der Produktion Luft gepumpt wird.

Kleine CRTs und Bildröhren mit einem Bildschirmdurchmesser oder einer Diagonale von bis zu 15 cm stellen keine Gefahr dar und sind nicht mit explosionsgeschützten Geräten ausgestattet.

Andere Arten von Kathodenstrahlgeräten

Zu den Kathodenstrahlgeräten gehören neben der Bildröhre:

• Quantoskop (Laser-Kinescope), eine Art Kinescope, dessen Bildschirm eine Matrix aus Halbleiterlasern ist, die von einem Elektronenstrahl gepumpt werden. Quantoskope werden in Bildprojektoren verwendet.
• Kathodenstrahlröhre zum Drucken von Schildern.
• Eine Anzeigekathodenstrahlröhre wird in Anzeigern von Radarstationen verwendet.
• Speicher-Kathodenstrahlröhre.
  • graphecon
• Die sendende Fernsehröhre wandelt Lichtbilder in elektrische Signale um.
• Ein Monoskop ist eine übertragende Kathodenstrahlröhre, die ein einzelnes Bild, das direkt auf einer Fotokathode aufgenommen wird, in ein elektrisches Signal umwandelt. Es wurde verwendet, um ein Bild einer Fernsehtesttabelle (z. B. TIT-0249) zu übertragen.
• Das Kadroskop ist eine Kathodenstrahlröhre mit sichtbarem Bild, die dazu bestimmt ist, die Scanner einzustellen und den Strahl in Geräten zu fokussieren, die Kathodenstrahlröhren ohne sichtbares Bild verwenden (Graphekons, Monoskope, Potentialoskope). Das Cadroskop hat eine ähnliche Pinbelegung und Bindungsabmessungen wie die in der Ausrüstung verwendete Kathodenstrahlröhre. Darüber hinaus werden die Haupt-CRT und das Framescope entsprechend den Parametern mit sehr hoher Genauigkeit ausgewählt und nur als Set geliefert. Beim Aufbau wird anstelle des Haupttubus ein Framescope angeschlossen.

siehe auch

Anmerkungen

Literatur

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Verknüpfungen

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• Mukhin I. A. Wie man einen CRT-Monitor auswählt Computer Business Market Nr. 49 (286), November-Dezember 2004. S. 366-371

Leuchtstoffe werden in Form winziger Punkte auf den Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre aufgebracht, und diese Punkte werden zu dritt gesammelt; In jedem Tripel oder Dreiklang gibt es einen roten, einen blauen und einen grünen Punkt. In der Abbildung habe ich Ihnen mehrere solcher Triaden gezeigt. Insgesamt befinden sich auf dem Schirm der Röhre etwa 500.000 Triaden. Das Bild, das Sie im Fernsehen sehen, besteht ausschließlich aus leuchtenden Punkten. Wo Bilddetails heller sind, treffen mehr Elektronen auf die Punkte und sie leuchten heller. Entsprechend fallen weniger Elektronen auf die dunklen Stellen des Bildes. Befindet sich in einem Farbbild ein weißes Detail, dann leuchten alle drei Punkte in jedem Dreiklang innerhalb dieses Details überall gleich hell. Umgekehrt, wenn es in einem Farbbild ein rotes Detail gibt, dann leuchten nur die roten Punkte jeder Triade durch dieses Detail, während die grünen und blauen Punkte überhaupt nicht leuchten.

Verstehst du, was es bedeutet, zu erschaffen Farbbild auf dem Fernsehbildschirm? Dies dient erstens dazu, die Elektronen zu zwingen, an die richtigen Stellen zu gelangen, dh zu den Leuchtstoffpunkten, die leuchten sollen, und nicht an andere Stellen zu fallen, dh zu den Punkten, die nicht leuchten sollen. Zweitens müssen die Elektronen zur richtigen Zeit an den richtigen Stellen auftreffen. Schließlich ändert sich das Bild auf dem Bildschirm ständig, und wo zum Beispiel irgendwann ein leuchtend oranger Fleck war, sollte nach einem Moment zum Beispiel dunkles Lila erscheinen. Schließlich, drittens, sollte die richtige Menge an Elektronen zur richtigen Zeit am richtigen Ort sein. Mehr – wo das Leuchten heller sein sollte, und weniger – wo das Leuchten dunkler sein sollte.

Da fast eineinhalb Millionen Leuchtpunkte auf dem Bildschirm platziert sind, erscheint die Aufgabe auf den ersten Blick äußerst schwierig. Eigentlich - nichts kompliziertes. Zunächst einmal gibt es in einer Kathodenstrahlröhre nicht eine, sondern drei separate beheizte Kathoden. Genauso wie bei einer herkömmlichen Vakuumröhre. Jede Kathode gibt Elektronen ab und um sie herum entsteht eine Elektronenwolke. In der Nähe jeder Kathode befinden sich ein Gitter und eine Anode. Die Anzahl der Elektronen, die durch das Gitter zur Anode gelangen, hängt von der Gitterspannung ab. Bisher passiert alles wie bei einer herkömmlichen Drei-Elektroden-Lampe - einer Triode.

Was ist der Unterschied? Die Anode hier ist nicht massiv, sondern mit einem Loch in der Mitte. Daher verweilen die meisten Elektronen, die sich von der Kathode zur Anode bewegen, nicht auf der Anode - sie fliegen in Form eines runden Strahls durch das Loch. Das Design, bestehend aus einer Kathode, einem Gitter und einer Anode, wird als Elektronenkanone bezeichnet. Die Kanone schießt sozusagen einen Elektronenstrahl, und die Anzahl der Elektronen im Strahl hängt von der Spannung am Gitter ab.

Elektronenkanonen zielen so dass der Strahl der ersten Kanone immer nur die roten Punkte der Triaden trifft, der Strahl der zweiten Kanone nur die grünen Punkte trifft und der Strahl der dritten Kanone nur die blauen Punkte trifft. Somit wird eine der drei Aufgaben zum Bilden eines Farbbildes gelöst. Durch Anlegen der erforderlichen Spannungen an die Gitter jeder der drei Kanonen werden die erforderlichen Intensitäten von rotem, grünem und blauem Licht eingestellt, was bedeutet, dass sie die gewünschte Farbgebung jedes Bilddetails liefern.