Նավթի և գազի մեծ հանրագիտարան. կաթոդային ճառագայթների խողովակներ

Շեղող համակարգից հետո էլեկտրոնները մտնում են CRT էկրան: Էկրանը ֆոսֆորի բարակ շերտ է, որը դրված է օդապարիկի վերջի մասի ներքին մակերեսին և կարող է ինտենսիվ շողալ, երբ ռմբակոծվում է էլեկտրոններով:

Որոշ դեպքերում, հաղորդիչ բարակ ալյումինե շերտը դրվում է ֆոսֆորի շերտի վրա: Էկրանի հատկությունները որոշվում են նրա կողմից

բնութագրերը և պարամետրերը: Էկրանի հիմնական տարբերակներն են. առաջինև երկրորդ կրիտիկական էկրանի ներուժը, փայլի պայծառություն, լույսի ելք, հետփայլի տևողությունը.

էկրանի ներուժը. Երբ էկրանը ռմբակոծվում է իր մակերեսից եկող էլեկտրոնների հոսքով, տեղի է ունենում էլեկտրոնի երկրորդային արտանետում: Երկրորդական էլեկտրոնները հեռացնելու համար էկրանին մոտ գտնվող փուչիկ խողովակի պատերը ծածկված են հաղորդիչ գրաֆիտի շերտով, որը միացված է երկրորդ անոդին։ Եթե ​​դա չարվի, ապա երկրորդական էլեկտրոնները, վերադառնալով էկրան, առաջնայինների հետ միասին կիջեցնեն նրա ներուժը։ Այս դեպքում էկրանի և երկրորդ անոդի միջև ընկած հատվածում ստեղծվում է հետաձգող ուժ։ էլեկտրական դաշտ, որը կարտացոլի ճառագայթի էլեկտրոնները։ Այսպիսով, ոչ հաղորդիչ էկրանի մակերևույթից դանդաղեցնող դաշտը վերացնելու համար անհրաժեշտ է շեղել. էլեկտրական լիցքիրականացվում է էլեկտրոնային ճառագայթով: Լիցքը փոխհատուցելու գրեթե միակ միջոցը երկրորդական արտանետումների օգտագործումն է։ Երբ էլեկտրոնները ընկնում են էկրանին, նրանց կինետիկ էներգիան վերածվում է էկրանի փայլի էներգիայի, գնում է այն տաքացնելու և առաջացնում երկրորդային արտանետում։ Երկրորդային արտանետումների o գործակիցի արժեքը որոշում է էկրանի ներուժը: Երկրորդային էլեկտրոնների արտանետման գործակիցը a \u003d / in // l (/ "-ը երկրորդական էլեկտրոնների հոսանքն է, / լ-ը ճառագայթի հոսանքն է կամ առաջնային էլեկտրոնների հոսանքը) էկրանի մակերեսից փոփոխությունների լայն շրջանակում առաջնային էլեկտրոնների էներգիան գերազանցում է մեկին (նկ. 12.8, մասին < 1 на участке Օ Ակորի ժամը Վ < С/ кр1 и при 15 > C/cr2):

ժամը և < (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 և l2\u003d Г / kr, որը համապատասխանում է նկ. 12.8, զանգ առաջին կրիտիկական ներուժը.

C/a2 = £/cr1-ի դեպքում էկրանի պոտենցիալը մոտ է զրոյի:

Եթե ​​ճառագայթի էներգիան դառնում է e£/cr1-ից ավելի, ապա մասին > 1 և էկրանը սկսում է կիսով չափ լիցքավորվել

Բրինձ. 12.8

լուսարձակի վերջին անոդի համեմատ: Գործընթացը շարունակվում է այնքան ժամանակ, մինչև էկրանի ներուժը մոտավորապես հավասարվի երկրորդ անոդի ներուժին: Սա նշանակում է, որ էկրանից դուրս եկող էլեկտրոնների թիվը հավասար է դիպվածների թվին։ Ճառագայթների էներգիայի տատանումների միջակայքում e£/cr1-ից մինչև C/cr2 c>1, և էկրանի պոտենցիալը բավականին մոտ է պրոյեկտորի անոդի պոտենցիալին: ժամը և &2>Երկրորդային արտանետման N cr2 գործակիցը ա< 1. Потенциал экрана вновь снижается, и у экрана начинает формироваться тормозящее для электронов луча поле. Потенциал և kr2 (համապատասխանում է կետին ATնկ. 12.8) կոչվում են երկրորդ կրիտիկական ներուժըկամ վերջնական ներուժ.

Վերևում գտնվող էլեկտրոնային ճառագայթների էներգիաներում e11 kr2Էկրանի պայծառությունը չի ավելանում։ Տարբեր էկրանների համար G/ kr1 = = 300...500 V, և cr2= 5...40 կՎ.

Եթե ​​անհրաժեշտ է ձեռք բերել բարձր պայծառություն, էկրանի ներուժը հարկադրաբար պահպանվում է վերջին լուսարձակող էլեկտրոդի ներուժին, օգտագործելով հաղորդիչ ծածկույթ: Հաղորդող ծածկույթը էլեկտրականորեն միացված է այս էլեկտրոդին:

Լույսի ելք. Սա պարամետր է, որը որոշում է լույսի ինտենսիվության հարաբերակցությունը J CV,Ֆոսֆորի կողմից սովորաբար արտանետվում է էկրանի մակերեսին, էկրանի վրա ընկած էլեկտրոնային ճառագայթի P el-ի հզորությանը.

Լույսի ելքային ց-ն որոշում է ֆոսֆորի արդյունավետությունը: Առաջնային էլեկտրոնների ոչ բոլոր կինետիկ էներգիան է փոխարկվում տեսանելի ճառագայթման էներգիայի, դրա մի մասն ուղղվում է էկրանի տաքացմանը, էլեկտրոնների երկրորդային արտանետմանը և ճառագայթմանը սպեկտրի ինֆրակարմիր և ուլտրամանուշակագույն տիրույթներում: Լույսի հզորությունը չափվում է մեկ վտ-ում կանդելաներով. տարբեր էկրանների համար այն տատանվում է 0,1 ... 15 cd/W: Էլեկտրոնների ցածր արագության դեպքում մակերևութային շերտում առաջանում է լյումինեսցենտ, և լույսի մի մասը կլանում է ֆոսֆորը: Քանի որ էլեկտրոնների էներգիան մեծանում է, լույսի ելքը մեծանում է։ Այնուամենայնիվ, շատ մեծ արագությամբ շատ էլեկտրոններ թափանցում են ֆոսֆորային շերտ՝ առանց գրգռում առաջացնելու, և լույսի ելքը նվազում է։

Փայլի պայծառություն: Սա մի պարամետր է, որը որոշվում է դիտորդի ուղղությամբ արձակված լույսի ինտենսիվությամբ: քառակուսի մետրմիատեսակ լուսավոր մակերես: Լուսավորությունը չափվում է cd/m 2-ով: Դա կախված է ֆոսֆորի հատկություններից (բնորոշվում է A գործակցով), էլեկտրոնային ճառագայթի y հոսանքի խտությունից, կաթոդի և էկրանի պոտենցիալ տարբերությունից։ IIև էկրանի նվազագույն ներուժը 11 0 , որի դեպքում դեռևս նկատվում է էկրանի լուսարձակում: Փայլի պայծառությունը ենթարկվում է օրենքին

Ցուցանիշների արժեքներ p yպոտենցիալ ֆունտ/0 տարբեր ֆոսֆորների համար տատանվում է համապատասխանաբար 1...2,5-ի սահմաններում, և

30 ... 300 V. Գործնականում, պայծառության կախվածության գծային բնույթը ընթացիկ խտությունից y մնում է մոտավորապես մինչև 100 μA / սմ 2: ժամը բարձր խտություններհոսանքը, ֆոսֆորը սկսում է տաքանալ և այրվել: Պայծառությունը բարձրացնելու հիմնական միջոցը մեծացնելն է և.

Բանաձեւ. Այս կարևոր պարամետրը սահմանվում է որպես CRT-ի հատկություն՝ պատկերի մանրամասները վերարտադրելու համար: Բանաձևը գնահատվում է առանձին տարբերվող լուսավոր կետերի կամ գծերի (գծերի) քանակով, որոնք համապատասխանում են համապատասխանաբար 1 սմ 2 մակերեսին կամ էկրանի բարձրության 1 սմ-ին կամ էկրանի աշխատանքային մակերեսի ողջ բարձրությանը: Հետևաբար, լուծաչափը մեծացնելու համար անհրաժեշտ է նվազեցնել ճառագայթի տրամագիծը, այսինքն՝ պահանջվում է լավ կենտրոնացված բարակ ճառագայթ՝ տասներորդ մմ տրամագծով: Բանաձևը ավելի բարձր է, որքան ցածր է ճառագայթի հոսանքը և այնքան բարձր է արագացման լարումը: Այս դեպքում իրականացվում է լավագույն կենտրոնացումը։ Բանաձևը կախված է նաև ֆոսֆորի որակից (ֆոսֆորի մեծ հատիկները ցրում են լույսը) և լուսապսակների առկայությունից՝ էկրանի ապակե մասում ընդհանուր ներքին արտացոլման պատճառով:

Հետփայլի տևողությունը. Այն ժամանակը, որի ընթացքում փայլի պայծառությունը նվազում է մինչև առավելագույն արժեքի 1%-ը, կոչվում է էկրանի կայունության ժամանակ: Բոլոր էկրանները բաժանված են էկրանների՝ շատ կարճ (10 5 վրկ-ից պակաս), կարճ (10" 5 ... 10" 2 վրկ), միջին (10 2 ...10 1 վրկ), երկար (10 H.Lb վրկ): ) և շատ երկար (ավելի քան 16 վրկ) հետփայլ: Կարճ և շատ կարճ հետփայլով խողովակները լայնորեն կիրառվում են օսցիլոգրաֆիայում, իսկ միջին լույսով` հեռուստատեսությունում: Ռադարային ցուցիչները սովորաբար օգտագործում են երկար հետմնաց շողերով խողովակներ:

Ռադարային խողովակներում հաճախ օգտագործվում են երկշերտ ծածկույթով երկարատև էկրաններ: Ֆոսֆորի առաջին շերտը` կարճ կապույտ հետփայլով, գրգռվում է էլեկտրոնային ճառագայթով, իսկ երկրորդը` դեղին փայլով և երկար հետնաշերտով, հուզվում է առաջին շերտի լույսից: Այսպիսի էկրաններում հնարավոր է ստանալ մինչև մի քանի րոպե հետփայլ:

Էկրանի տեսակները. Բարձր մեծ նշանակությունունի ֆոսֆորի փայլի գույնը. Օսցիլոգրաֆիկ տեխնոլոգիայում էկրանը տեսողական դիտարկելիս օգտագործվում է կանաչ փայլով CRT, որն ամենաքիչն է հոգնեցնում աչքին։ Մանգանով ակտիվացված ցինկի օրթոսիլիկատը (վիլեմիտ) ունի այս լյումինեսցենտային գույնը: Լուսանկարչության համար նախընտրելի են կալցիումի վոլֆրամին բնորոշ կապույտ փայլով էկրանները։ Սև և սպիտակ պատկերով հեռուստատեսային խողովակներ ստանալիս փորձում են ստանալ սպիտակ գույն, որի համար օգտագործվում են երկու բաղադրիչներից ֆոսֆորներ՝ կապույտ և դեղին։

Հետևյալ ֆոսֆորները լայնորեն օգտագործվում են նաև էկրանի ծածկույթների արտադրության համար՝ ցինկ և կադմիումի սուլֆիդներ, ցինկի և մագնեզիումի սիլիկատներ, հազվագյուտ հողային տարրերի օքսիդներ և օքսիսուլֆիդներ: Հազվագյուտ հողային տարրերի վրա հիմնված ֆոսֆորներն ունեն մի շարք առավելություններ. դրանք ավելի դիմացկուն են տարբեր ազդեցությունների, քան սուլֆիդայինները, բավականին արդյունավետ են, ունեն ավելի նեղ սպեկտրալ արտանետման գոտի, ինչը հատկապես կարևոր է գունավոր պատկերային խողովակների արտադրության մեջ, որտեղ բարձր է. Պահանջվում է գույնի մաքրություն և այլն։ Որպես օրինակ՝ իտրիումի օքսիդի հիման վրա համեմատաբար լայնորեն օգտագործվող ֆոսֆորը՝ ակտիվացված եվրոպիումով Y 2 0 3. Eu. Այս ֆոսֆորն ունի արտանետումների նեղ գոտի սպեկտրի կարմիր հատվածում: Ֆոսֆոր, որը բաղկացած է իտրիումի օքսիսուլֆիդից ևրոպիումի Y 2 0 3 8 խառնուրդով. Eu-ն ունի նաև լավ բնութագրեր, որն ունի առավելագույն ճառագայթման ինտենսիվություն տեսանելի սպեկտրի կարմիր-նարնջագույն հատվածում և ավելի լավ քիմիական դիմադրություն, քան Y 2 0 3: Eu ֆոսֆոր.

Ալյումինը քիմիապես իներտ է էկրանի ֆոսֆորի հետ շփվելիս, հեշտությամբ քսվում է մակերեսին գոլորշիացման միջոցով վակուումում և լավ արտացոլում է լույսը: Ալյումինացված էկրանների թերությունները ներառում են այն փաստը, որ ալյումինե թաղանթը կլանում և ցրում է էլեկտրոնները 6 կՎ-ից պակաս էներգիայով, հետևաբար, այս դեպքերում լույսի ելքը կտրուկ նվազում է: Օրինակ, ալյումինացված էկրանի լույսի ելքը 10 կՎ էլեկտրոնի էներգիայի դեպքում մոտ 60%-ով ավելի է, քան 5 կՎ-ում: Խողովակների էկրանները ուղղանկյուն կամ կլոր են:

Կաթոդային ճառագայթների խողովակը (CRT) օգտագործում է էլեկտրոնների ճառագայթը տաքացվող կաթոդից՝ լյումինեսցենտային էկրանի վրա պատկերը վերարտադրելու համար: Կաթոդը պատրաստված է օքսիդից՝ անուղղակի տաքացմամբ, ջեռուցիչով գլանի տեսքով։ Օքսիդային շերտը դրված է կաթոդի հատակին: Կաթոդի շուրջը հսկիչ էլեկտրոդ է, որը կոչվում է մոդուլյատոր, գլանաձև ձևի, որի ներքևում անցք է: Այս էլեկտրոդը ծառայում է էլեկտրոնային փնջի խտությունը վերահսկելու և այն նախապես կենտրոնացնելու համար։ Մոդուլատորի վրա կիրառվում է մի քանի տասնյակ վոլտ բացասական լարում: Որքան բարձր է այս լարումը, այնքան ավելի շատ էլեկտրոններ են վերադառնում դեպի կաթոդ: Այլ էլեկտրոդներ, որոնք նույնպես գլանաձեւ են, անոդներ են: Նրանցից առնվազն երկուսը կա CRT-ում: Երկրորդ անոդում լարումը 500 Վ-ից մինչև մի քանի կիլովոլտ է (մոտ 20 կՎ), իսկ առաջին անոդում լարումը մի քանի անգամ պակաս է։ Անոդների ներսում կան անցքերով միջնորմներ (դիֆրագմներ): Անոդների արագացող դաշտի ազդեցությամբ էլեկտրոնները ձեռք են բերում զգալի արագություն։ Էլեկտրոնային փնջի վերջնական կենտրոնացումը կատարվում է անոդների միջև ընկած տարածության մեջ ոչ միատեսակ էլեկտրական դաշտի միջոցով, ինչպես նաև դիֆրագմների պատճառով: Կաթոդից, մոդուլյատորից և անոդներից բաղկացած համակարգը կոչվում է էլեկտրոնային լուսարձակ (էլեկտրոնային ատրճանակ) և ծառայում է էլեկտրոնային ճառագայթ ստեղծելու համար, այսինքն՝ էլեկտրոնների բարակ հոսք, որը բարձր արագությամբ թռչում է երկրորդ անոդից դեպի լյումինեսցենտային էկրան: CRT լամպի նեղ պարանոցում տեղադրված է էլեկտրոնային լուսարձակ: Այս ճառագայթը շեղվում է էլեկտրական կամ մագնիսական դաշտը, իսկ ճառագայթի ինտենսիվությունը կարող է փոխվել կառավարման էլեկտրոդի միջոցով՝ դրանով իսկ փոխելով բծի պայծառությունը։ Լյումինեսցենտային էկրանը ձևավորվում է CRT-ի կոնաձև մասի ծայրային պատի ներքին մակերեսին ֆոսֆորի բարակ շերտ կիրառելով: Էկրանը ռմբակոծող էլեկտրոնների կինետիկ էներգիան վերածվում է տեսանելի լույսի։

CRT Էլեկտրաստատիկ հսկողությամբ:

Էլեկտրական դաշտերը սովորաբար օգտագործվում են փոքր էկրանով CRT-ներում: Էլեկտրական դաշտի շեղման համակարգերում դաշտի վեկտորը ուղղահայաց է սկզբնական ճառագայթի ուղուն: Շեղումն իրականացվում է պոտենցիալ տարբերություն կիրառելով զույգ շեղվող թիթեղների վրա (ստորև նկարը): Սովորաբար, շեղման թիթեղները շեղումը դարձնում են հորիզոնական ուղղությամբ ժամանակի համեմատ: Սա ձեռք է բերվում շեղող թիթեղների վրա լարման կիրառմամբ, որը միատեսակ աճում է, երբ ճառագայթը անցնում է էկրանով: Այնուհետև այս լարումը արագ իջնում ​​է իր սկզբնական մակարդակին և նորից սկսում է հավասարապես աճել: Հետազոտվող ազդանշանը կիրառվում է ուղղահայաց ուղղությամբ շեղվող թիթեղների վրա: Եթե ​​մեկ հորիզոնական մաքրման տեւողությունը հավասար է ժամանակաշրջանին կամ համապատասխանում է ազդանշանի հաճախականությանը, էկրանը շարունակաբար կցուցադրի ալիքի գործընթացի մեկ շրջան:

1 - CRT էկրան, 2 - կաթոդ, 3 - մոդուլատոր, 4 - առաջին անոդ, 5 - երկրորդ անոդ, P - շեղող թիթեղներ:

CRT էլեկտրամագնիսական հսկողությամբ

Այն դեպքերում, երբ պահանջվում է մեծ շեղում, ճառագայթը շեղելու համար էլեկտրական դաշտի օգտագործումը դառնում է անարդյունավետ:

Էլեկտրամագնիսական խողովակներն ունեն էլեկտրոնային ատրճանակ, նույնը, ինչ էլեկտրաստատիկ խողովակները: Տարբերությունն այն է, որ առաջին անոդում լարումը չի փոխվում, և անոդներն այնտեղ են միայն էլեկտրոնների հոսքը արագացնելու համար: Մեծ էկրաններով հեռուստացույցի CRT-ների ճառագայթը շեղելու համար պահանջվում են մագնիսական դաշտեր:

Էլեկտրոնային փնջի կենտրոնացումը կատարվում է կենտրոնացման կծիկի միջոցով: Ֆոկուսային կծիկը ունի սովորական ոլորուն և դրվում է անմիջապես խողովակի կոլբայի վրա: Կենտրոնացող կծիկը ստեղծում է մագնիսական դաշտ: Եթե ​​էլեկտրոնները շարժվում են առանցքի երկայնքով, ապա արագության վեկտորի և մագնիսական դաշտի գծերի միջև անկյունը հավասար կլինի 0-ի, հետևաբար, Լորենցի ուժը հավասար է զրոյի։ Եթե ​​էլեկտրոնը թռչում է մագնիսականի մեջ անկյան տակ, ապա Լորենցի ուժի շնորհիվ էլեկտրոնի հետագիծը կշեղվի դեպի կծիկի կենտրոնը։ Արդյունքում, բոլոր էլեկտրոնային հետագծերը հատվելու են մեկ կետում: Փոխելով հոսանքը կենտրոնացման կծիկի միջոցով, կարող եք փոխել այս կետի գտնվելու վայրը: Ստացեք, որ այս կետը էկրանի հարթությունում էր: Ճառագայթը շեղվում է՝ օգտագործելով մագնիսական դաշտերը, որոնք առաջանում են երկու զույգ շեղվող կծիկներից: Մի զույգը ուղղահայաց շեղման կծիկներ են, իսկ մյուսը կծիկներ են այնպես, որ նրանց ուժի մագնիսական գծերը կենտրոնական գծի վրա կլինեն փոխադարձ ուղղահայաց: Կծիկները ունեն բարդ ձև և գտնվում են խողովակի պարանոցի վրա:

Երբ օգտագործվում են մագնիսական դաշտեր՝ ճառագայթը շեղելու համար մեծ անկյուններ CRT-ն կարճ է ստացվում, ինչպես նաև թույլ է տալիս մեծ չափերի էկրաններ պատրաստել։

kinescopes.

Կինեսկոպները համակցված CRT-ներ են, այսինքն՝ ունեն էլեկտրաստատիկ կենտրոնացում և էլեկտրամագնիսական ճառագայթի շեղում՝ զգայունությունը բարձրացնելու համար: Կինեսկոպների և CRT-ների հիմնական տարբերությունը հետևյալն է՝ կինեսկոպների էլեկտրոնային ատրճանակն ունի լրացուցիչ էլեկտրոդ, որը կոչվում է արագացնող էլեկտրոդ։ Այն գտնվում է մոդուլյատորի և առաջին անոդի միջև, դրա վրա կիրառվում է կաթոդի համեմատ մի քանի հարյուր վոլտ դրական լարում և ծառայում է լրացուցիչ արագացնել էլեկտրոնի հոսքը:

Սև-սպիտակ հեռուստացույցի կինեսկոպի սխեմատիկ սարք. 1- կաթոդ տաքացուցիչի թել; 2- կաթոդ; 3- հսկիչ էլեկտրոդ; 4- արագացնող էլեկտրոդ; 5- առաջին անոդ; 6- երկրորդ անոդ; 7 - հաղորդիչ ծածկույթ (ակվադագ); 8 և 9 - փնջերի ուղղահայաց և հորիզոնական շեղման համար; 10 - էլեկտրոնային ճառագայթ; 11 - էկրան; 12 - երկրորդ անոդի ելք:

Երկրորդ տարբերությունն այն է, որ կինեսկոպի էկրանը, ի տարբերություն CRT-ի, եռաշերտ է.

1 շերտ - արտաքին շերտ- ապակի. Կինեսկոպի էկրանի ապակին ենթարկվում է պատերի զուգահեռության և օտար ընդգրկումների բացակայության պահանջների ավելացմանը:

2-րդ շերտը ֆոսֆոր է:

3-րդ շերտը բարակ ալյումինե թաղանթ է: Այս ֆիլմն ունի երկու գործառույթ.

Բարձրացնում է էկրանի պայծառությունը՝ գործելով հայելու պես։

Հիմնական գործառույթը ֆոսֆորի պաշտպանությունն է ծանր իոններից, որոնք էլեկտրոնների հետ միասին դուրս են թռչում կաթոդից:

Գունավոր կինեսկոպներ.

Գործողության սկզբունքը հիմնված է այն բանի վրա, որ ցանկացած գույն և երանգ կարելի է ձեռք բերել երեք գույների՝ կարմիր, կապույտ և կանաչ խառնելով: Հետևաբար, գունավոր կինեսկոպներն ունեն երեք էլեկտրոնային ատրճանակ և մեկ ընդհանուր շեղման համակարգ: Գունավոր կինեսկոպի էկրանը բաղկացած է առանձին հատվածներից, որոնցից յուրաքանչյուրը պարունակում է երեք ֆոսֆորային բջիջներ, որոնք փայլում են կարմիր, կապույտ և կանաչ ծաղիկներ. Ավելին, այդ բջիջների չափերն այնքան փոքր են, և դրանք այնքան մոտ են գտնվում միմյանց, որ նրանց փայլն աչքով ընկալվում է որպես ընդհանուր: Սա գունավոր կինեսկոպների կառուցման ընդհանուր սկզբունքն է:

Գունավոր կինեսկոպի էկրանի մոզաիկա (եռյակներ) ստվերային դիմակով. R - կարմիր, G - կանաչ, B - կապույտ ֆոսֆորի «կետեր»:

Կիսահաղորդիչների էլեկտրական հաղորդունակությունը

Կիսահաղորդիչների ներքին հաղորդունակությունը:

Ներքին կիսահաղորդիչը կատարյալ քիմիապես մաքուր կիսահաղորդիչ է՝ համասեռ բյուրեղային ցանցով, որի վալենտային ուղեծրում կա չորս էլեկտրոն: Սիլիցիումը առավել հաճախ օգտագործվում է կիսահաղորդչային սարքերում: Սիև գերմանիում Գե.

Սիլիցիումի ատոմի էլեկտրոնային թաղանթը ներկայացված է ստորև։ Արտաքին շերտի միայն չորս էլեկտրոնները, որոնք կոչվում են վալենտային էլեկտրոններ, կարող են մասնակցել քիմիական կապերի ձևավորմանը և հաղորդման գործընթացին: Տասը ներքին էլեկտրոններ ներգրավված չեն նման գործընթացներում:

Ինքնաթիռում կիսահաղորդչի բյուրեղային կառուցվածքը կարելի է ներկայացնել հետևյալ կերպ.

Եթե ​​էլեկտրոնը ստացել է ժապավենի բացվածքից մեծ էներգիա, ապա այն կոտրում է կովալենտային կապը և դառնում ազատ։ Իր տեղում առաջանում է թափուր տեղ, որն ունի դրական լիցք, որը հավասար է էլեկտրոնի լիցքին և կոչվում է. փոս. Քիմիապես մաքուր կիսահաղորդիչում էլեկտրոնի կոնցենտրացիան nհավասար է անցքի համակենտրոնացմանը էջ.

Էլեկտրոնի և անցքի զույգ լիցքերի առաջացման գործընթացը կոչվում է լիցքի առաջացում։

Ազատ էլեկտրոնը կարող է անցնել անցքի տեղը՝ վերականգնելով կովալենտային կապը և դրանով իսկ ճառագելով էներգիայի ավելցուկ։ Այս գործընթացը կոչվում է լիցքի վերահամակցում: Վերամիավորման և լիցքերի առաջացման գործընթացում անցքը կարծես թե շարժվում է էլեկտրոնի շարժման ուղղությամբ հակառակ ուղղությամբ, հետևաբար անցքը համարվում է շարժական դրական լիցքի կրող։ Լիցքակիրների առաջացման արդյունքում առաջացող անցքերը և ազատ էլեկտրոնները կոչվում են ներքին լիցքի կրիչներ, իսկ կիսահաղորդչի հաղորդունակությունը սեփական լիցքի կրիչների շնորհիվ կոչվում է հաղորդիչի ներքին հաղորդունակություն։

Հաղորդավարների անմաքրության հաղորդունակությունը:

Քանի որ քիմիապես մաքուր կիսահաղորդիչների հաղորդունակությունը զգալիորեն կախված է արտաքին պայմաններից, կիսահաղորդչային սարքերում օգտագործվում են դոպավորված կիսահաղորդիչներ:

Եթե ​​կիսահաղորդչի մեջ մտցվում է հնգավալենտ կեղտ, ապա 4 վալենտային էլեկտրոնները վերականգնում են կովալենտային կապերը կիսահաղորդչի ատոմների հետ, իսկ հինգերորդ էլեկտրոնը մնում է ազատ։ Դրա շնորհիվ ազատ էլեկտրոնների կոնցենտրացիան կգերազանցի անցքերի կոնցենտրացիան։ խառնուրդ, որի պատճառով n> էջ, կոչվում է դոնորանմաքրություն. Կիսահաղորդիչ, որը n> էջ, կոչվում է կիսահաղորդիչ՝ հաղորդունակության էլեկտրոնային տեսակով կամ կիսահաղորդիչ n-տիպ.

կիսահաղորդչության մեջ n-տիպէլեկտրոնները կոչվում են մեծամասնական լիցքի կրիչներ, իսկ անցքերը՝ փոքրամասնության լիցքի կրիչներ:

Երբ ներմուծվում է եռավալենտ կեղտ, դրա վալենտային էլեկտրոններից երեքը վերականգնում են կովալենտային կապը կիսահաղորդչի ատոմների հետ, իսկ չորրորդ կովալենտային կապը չի վերականգնվում, այսինքն՝ կա անցք։ Արդյունքում, անցքի կոնցենտրացիան ավելի մեծ կլինի, քան էլեկտրոնի կոնցենտրացիան:

Անմաքրությունը, որի վրա էջ> n, կոչվում է ընդունողանմաքրություն.

Կիսահաղորդիչ, որը էջ> n, կոչվում է կիսահաղորդիչ՝ հաղորդունակության անցքի տեսակով կամ կիսահաղորդիչ p-տիպ. կիսահաղորդչության մեջ p-տիպանցքերը կոչվում են մեծամասնական լիցքի կրիչներ, իսկ էլեկտրոնները կոչվում են փոքրամասնության լիցքի կրիչներ:

Էլեկտրոն-անցք անցման ձևավորում:

Միջերեսում անհավասար համակենտրոնացման պատճառով Ռև nկիսահաղորդիչ, առաջանում է դիֆուզիոն հոսանք, որի պատճառով էլեկտրոնները n- տարածքներտեղափոխել մեջ p-տարածաշրջան, և դոնորի անմաքրության դրական իոնների չփոխհատուցված լիցքերը մնում են իրենց տեղում։ p-տարածաշրջան ժամանող էլեկտրոնները վերամիավորվում են անցքերի հետ, և առաջանում են ընդունող կեղտի բացասական իոնների չփոխհատուցված լիցքեր։ Լայնությունը R-nանցում - տասներորդական միկրոն. Միջերեսում առաջանում է p-n հանգույցի ներքին էլեկտրական դաշտը, որը հետաձգում է հիմնական լիցքակիրների համար և կհեռացնի դրանք միջերեսից:

Փոքրամասնության լիցքակիրների համար դաշտը արագանում է և նրանց կտեղափոխի տարածաշրջան, որտեղ նրանք կլինեն հիմնականը: Էլեկտրական դաշտի առավելագույն ուժը գտնվում է միջերեսում:

Ներուժի բաշխումը կիսահաղորդչի լայնությամբ կոչվում է պոտենցիալ դիագրամ: Պոտենցիալ տարբերությունը R-nանցումը կոչվում է շփման տարբերություն պոտենցիալներըկամ պոտենցիալ խոչընդոտ. Որպեսզի հիմնական լիցքակիրը հաղթահարի R-nանցումը, դրա էներգիան պետք է բավարար լինի պոտենցիալ արգելքը հաղթահարելու համար:

Ուղղակի և հակադարձ ընդգրկում p-nանցում.

Մենք կիրառում ենք արտաքին լարման գումարած Ռ- տարածքներ. Արտաքին էլեկտրական դաշտն ուղղված է դեպի ներքին դաշտը R-nանցում, ինչը հանգեցնում է պոտենցիալ արգելքի նվազմանը: Հիմնական լիցքակիրները կարող են հեշտությամբ հաղթահարել պոտենցիալ արգելքը և, հետևաբար, միջոցով R-nհանգույցը կհոսի համեմատաբար մեծ հոսանք, որը առաջանում է լիցքավորման կրիչների մեծամասնության կողմից:

Նման ընդգրկում R-nանցումը կոչվում է ուղղակի, իսկ հոսանքը՝ միջով R-nմեծամասնական լիցքակիրների կողմից առաջացած անցումը կոչվում է նաև առաջընթաց հոսանք: Ենթադրվում է, որ անմիջական կապով R-nանցումը բաց է. Եթե ​​դուք միացնում եք արտաքին լարումը մինուսով p-տարածաշրջան, և գումարած n-տարածաշրջան, ապա առաջանում է արտաքին էլեկտրական դաշտ, որի ինտենսիվության գծերը համընկնում են ներքին դաշտի հետ։ R-nանցում. Արդյունքում, դա կբարձրացնի պոտենցիալ արգելքը և լայնությունը R-nանցում. Խոշոր լիցքակիրները չեն կարողանա հաղթահարել R-nանցում, եւ համարվում է, որ R-nանցումը փակված է. Երկու դաշտերը՝ և՛ ներքին, և՛ արտաքին, արագանում են փոքրամասնության լիցքակիրների համար, ուստի փոքրամասնության լիցքակիրները կանցնեն R-nհանգույց, արտադրելով շատ փոքր հոսանք, որը կոչվում է հակադարձ հոսանք. Նման ընդգրկում R-nանցումը կոչվում է նաև հակադարձ:

Հատկություններ p-nանցում.Ընթացիկ լարման բնութագրիչ p-nանցում

Վերադառնալ հիմնական հատկանիշներին R-nանցումները ներառում են.

- միակողմանի անցկացման հատկություն;

Ջերմաստիճանի հատկությունները R-nանցում;

Հաճախականության հատկություններ R-nանցում;

Կոտրել R-nանցում.

Միակողմանի հաղորդման հատկություն R-nհաշվի առեք անցումը ընթացիկ-լարման բնութագրիչի վրա:

Ընթացիկ-լարման բնութագիրը (CVC) հոսող հոսանքի արժեքի գրաֆիկականորեն արտահայտված կախվածությունն է. R-nհոսանքի անցում կիրառվող լարման մեծությունից Ի= զ(U) - Նկ.29.

Քանի որ հակադարձ հոսանքի մեծությունը շատ անգամ ավելի փոքր է, քան ուղղակի հոսանքը, հակադարձ հոսանքը կարելի է անտեսել և ենթադրել, որ R-nՄիացումն անցկացնում է հոսանք միայն մեկ ուղղությամբ: ջերմաստիճանի հատկություն R-nանցումը ցույց է տալիս, թե ինչպես է փոխվում աշխատանքը R-nանցում ջերմաստիճանի փոփոխությամբ. Վրա R-nանցման վրա մեծապես ազդում է ջեռուցումը, շատ փոքր չափով՝ սառեցումը։ Ջերմաստիճանի բարձրացմամբ լիցքակիրների ջերմային առաջացումը մեծանում է, ինչը հանգեցնում է ինչպես առաջ, այնպես էլ հետադարձ հոսանքի ավելացմանը: Հաճախականության հատկություններ R-nանցումները ցույց են տալիս, թե ինչպես է այն աշխատում R-nանցում, երբ դրա վրա կիրառվում է բարձր հաճախականության փոփոխական լարում: Հաճախականության հատկություններ R-nհանգույցները սահմանվում են երկու տեսակի հանգույցի հզորությամբ.

Հզորության առաջին տեսակը դա դոնորի և ընդունող կեղտերի իոնների անշարժ լիցքերի պատճառով թողունակությունն է: Այն կոչվում է լիցքավորման կամ արգելքի հզորություն: Հզորության երկրորդ տեսակը դիֆուզիոն հզորությունն է, որը պայմանավորված է շարժական լիցքակիրների միջոցով: R-nուղղակի անցում.

Եթե ​​միացված է R-nմիացում՝ փոխարինող լարման մատակարարման համար, ապա հզորությունը R-nանցումը կնվազի աճող հաճախականությամբ, և որոշ բարձր հաճախականություններում հզորությունը կարող է հավասար լինել ներքին դիմադրությանը R-nանցում ուղիղ կապով. Այս դեպքում, երբ նորից միացված է, բավական մեծ հակադարձ հոսանք կհոսի այս հզորության միջով, և R-nանցումը կկորցնի միակողմանի անցկացման հատկությունը:

Եզրակացություն. որքան փոքր է հզորության արժեքը R-nանցում, այնքան բարձր հաճախականություններով, որ այն կարող է գործել:

Պատնեշի հզորությունը հիմնական ազդեցությունն ունի հաճախականության հատկությունների վրա, քանի որ դիֆուզիոն հզորությունը տեղի է ունենում ուղղակի միացումով, երբ ներքին դիմադրությունը R-nփոքր անցում.

Բաշխում p-nանցում.

Հակադարձ լարման ավելացմամբ էլեկտրական դաշտի էներգիան դառնում է բավարար լիցքակիրներ առաջացնելու համար։ Սա հանգեցնում է հակադարձ հոսանքի ուժեղ աճի: Հակադարձ հոսանքի ուժեղ աճի երևույթը որոշակի հակադարձ լարման դեպքում կոչվում է էլեկտրական խափանում: R-nանցում.

Էլեկտրական անսարքությունը շրջելի անսարքություն է, այսինքն՝ հակադարձ լարման նվազմամբ։ R-nանցումը վերականգնում է միակողմանի հաղորդման հատկությունը։ Եթե ​​հակադարձ լարումը չի կրճատվում, ապա կիսահաղորդիչը շատ տաքանալու է հոսանքի և ջերմային ազդեցության պատճառով. R-nանցումը կրակի մեջ է. Այս երեւույթը կոչվում է ջերմային փախուստ: R-nանցում. Ջերմային քայքայումն անշրջելի է։

Կիսահաղորդչային դիոդներ

Կիսահաղորդչային դիոդը մի սարք է, որը բաղկացած է կիսահաղորդչային բյուրեղից, որը սովորաբար պարունակում է մեկ p-n հանգույց և ունի երկու տերմինալ։ Կան բազմաթիվ տարբեր տեսակներդիոդներ - ուղղիչ, իմպուլսային, թունելային, շրջված, միկրոալիքային դիոդներ, ինչպես նաև zener դիոդներ, վարիկապներ, ֆոտոդիոդներ, LED-ներ և այլն:

Դիոդային նշումը բաղկացած է 4 նշանակումից.

Կ Գ -156 Ա

կաթոդային ճառագայթների խողովակներ(CRT) - էլեկտրավակուումային սարքեր, որոնք նախատեսված են էլեկտրական ազդանշանը լուսային պատկերի վերածելու համար՝ օգտագործելով բարակ էլեկտրոնային ճառագայթ, որն ուղղված է հատուկ էկրանին՝ ծածկված ֆոսֆոր- կոմպոզիցիա, որն ունակ է շողալ, երբ ռմբակոծվում է էլեկտրոններով:

Նկ. 15-ը ցույց է տալիս էլեկտրաստատիկ կաթոդային խողովակի սարքը կենտրոնանալովև էլեկտրաստատիկ ճառագայթի շեղում. Խողովակը պարունակում է օքսիդով տաքացվող կաթոդ, որի արտանետվող մակերեսը ուղղված է մոդուլատորի անցքին: Կաթոդի նկատմամբ մոդուլյատորի վրա դրված է փոքր բացասական պոտենցիալ: Հետագայում խողովակի առանցքի երկայնքով (և ճառագայթի երկայնքով) կա կենտրոնացման էլեկտրոդ, որը նաև կոչվում է առաջին անոդ, դրա դրական ներուժը հեշտացնում է էլեկտրոնների արդյունահանումը մոտ կաթոդային տարածությունից մոդուլատորի անցքի միջոցով և նեղ փնջի ձևավորումը: նրանցից. Էլեկտրոնների հետագա կենտրոնացումը և արագացումը կատարվում է երկրորդ անոդի (արագացնող էլեկտրոդի) դաշտով։ Խողովակի մեջ դրա ներուժը ամենադրականն է և կազմում է միավորներ՝ տասնյակ կիլովոլտ: Կաթոդի, մոդուլատորի և արագացնող էլեկտրոդի համակցությունը ձևավորում է էլեկտրոնային հրացան (էլեկտրոնային լուսարձակ): Էլեկտրոդների միջև ընկած տարածության անհամասեռ էլեկտրական դաշտը գործում է էլեկտրոնային փնջի վրա որպես կոլեկտիվ էլեկտրաստատիկ ոսպնյակ: Այս ոսպնյակի ազդեցության տակ գտնվող էլեկտրոնները համընկնում են մի կետի վրա ներսումէկրան. Էկրանը ներսից ծածկված է ֆոսֆորի շերտով՝ մի նյութ, որը էլեկտրոնների հոսքի էներգիան վերածում է լույսի։ Դրսում էկրանի վրա փայլում է այն տեղը, որտեղ էլեկտրոնների հոսքն ընկնում է:

Էկրանի վրա լուսավոր կետի դիրքը վերահսկելու և դրանով պատկեր ստանալու համար էլեկտրոնային ճառագայթը շեղվում է երկու կոորդինատների երկայնքով՝ օգտագործելով երկու զույգ հարթ էլեկտրոդներ. շեղվող թիթեղներ X և Y. Փնջի շեղման անկյունը կախված է թիթեղների վրա կիրառվող լարումից: Թիթեղների վրա փոփոխական շեղող լարումների ազդեցության տակ ճառագայթը շրջում է էկրանի տարբեր կետերը: Կետային փայլի պայծառությունը կախված է ճառագայթի հոսանքի ուժից: Պայծառությունը վերահսկելու համար փոփոխական լարում է կիրառվում Z մոդուլյատորի մուտքի վրա։ Պարբերական ազդանշանի կայուն պատկեր ստանալու համար այն պարբերաբար սկանավորվում է էկրանին՝ համաժամացնելով գծային փոփոխվող հորիզոնական սկանավորման լարումը X ուսումնասիրվող ազդանշանի հետ։ որը միաժամանակ մտնում է ուղղահայաց շեղման թիթեղները Y. Այս կերպ պատկերներ են ձևավորվում էկրանի CRT-ի վրա: Էլեկտրոնային ճառագայթն ունի ցածր իներցիա։

Բացի էլեկտրաստատիկից, այն նաև օգտագործվում է մագնիսական ֆոկուսէլեկտրոնային ճառագայթ. Դրա համար օգտագործվում է DC կծիկ, որի մեջ տեղադրվում է CRT: Մագնիսական ֆոկուսավորման որակն ավելի բարձր է (ավելի փոքր կետի չափ, ավելի քիչ աղավաղում), բայց մագնիսական կենտրոնացումը ծանր է և անընդհատ սպառում է էներգիան:

Լայնորեն կիրառվում է (կինեսկոպներում) ճառագայթի մագնիսական շեղումը, որն իրականացվում է հոսանքներով երկու զույգ կծիկներով։ Մագնիսական դաշտում էլեկտրոնը շեղվում է շրջանագծի շառավղով, և շեղման անկյունը կարող է շատ ավելի մեծ լինել, քան էլեկտրաստատիկ շեղումով CRT-ում: Այնուամենայնիվ, մագնիսական շեղման համակարգի արագությունը ցածր է հոսանք կրող պարույրների իներցիայի պատճառով: Հետևաբար, օսցիլոսկոպի խողովակներում օգտագործվում է միայն էլեկտրաստատիկ ճառագայթի շեղումը որպես պակաս իներցիոն:

Էկրանը CRT-ի ամենակարևոր մասն է: Ինչպես էլեկտրալյումինոֆորներՕգտագործվում են տարբեր անօրգանական միացություններ և դրանց խառնուրդներ, օրինակ՝ ցինկ և ցինկ-կադմիումի սուլֆիդներ, ցինկի սիլիկատներ, կալցիումի և կադմիումի վոլֆրամներ և այլն։ ակտիվացնողների (պղինձ, մանգան, բիսմուտ և այլն) կեղտերով։ Ֆոսֆորի հիմնական պարամետրերը՝ փայլի գույն, պայծառություն, կետային լույսի ինտենսիվություն, լույսի ելք, հետփայլ: Փայլի գույնը որոշվում է ֆոսֆորի բաղադրությամբ։ Ֆոսֆորի փայլի պայծառությունը Cd / m 2-ում

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

որտեղ dn/dt էլեկտրոնի հոսքն է վայրկյանում, այսինքն՝ ճառագայթի հոսանքը, A;

U 0 - ֆոսֆորի փայլի ներուժ, V;

U-ը երկրորդ անոդի արագացնող լարումն է՝ V;

Բծի լույսի ինտենսիվությունը համաչափ է պայծառությանը: Լուսավոր արդյունավետությունը բծի լուսային ինտենսիվության և ճառագայթի հզորության հարաբերակցությունն է cd/W:

հետփայլ- սա այն ժամանակն է, որի ընթացքում ճառագայթն անջատելուց հետո կետի պայծառությունն իջնում ​​է մինչև սկզբնական արժեքի 1%-ը: Կան ֆոսֆորներ շատ կարճ (10 մկվ-ից պակաս) հետփայլով, կարճ (10 մկվ-ից մինչև 10 մվ), միջին (10-ից մինչև 100 մվ), երկար (0,1-ից մինչև 16 վրկ) և շատ երկար (ավելի քան): 16 ի) հետփայլ.հետփայլ. Հետփայլի արժեքի ընտրությունը որոշվում է CRT-ի շրջանակով: Կինեսկոպների համար օգտագործվում են ֆոսֆորներ, որոնք ունեն փոքր հետևի փայլ, քանի որ կինեսկոպի էկրանի պատկերը անընդհատ փոխվում է: Օքսիլոսկոպի խողովակների համար ֆոսֆորներն օգտագործվում են միջինից շատ երկար հետփայլով` կախված ցուցադրվող ազդանշանների հաճախականության միջակայքից:

Կարևոր խնդիր, որը պահանջում է ավելի մանրամասն քննարկում, կապված է CRT էկրանի ներուժի հետ: Երբ էլեկտրոնը հարվածում է էկրանին, այն լիցքավորում է էկրանը բացասական պոտենցիալով: Յուրաքանչյուր էլեկտրոն վերալիցքավորում է էկրանը, և նրա ներուժը դառնում է ավելի ու ավելի բացասական, այնպես որ շատ արագ առաջանում է դանդաղեցնող դաշտ, և էլեկտրոնների շարժումը դեպի էկրան դադարում է։ Իրական CRT-ներում դա տեղի չի ունենում, քանի որ յուրաքանչյուր էլեկտրոն, որը հարվածում է էկրանին, դուրս է մղում երկրորդական էլեկտրոնները, այսինքն՝ տեղի է ունենում երկրորդային էլեկտրոնների արտանետում։ Երկրորդային էլեկտրոնները հեռացնում են բացասական լիցքը էկրանից, և դրանք էկրանի դիմացի տարածությունից հեռացնելու համար CRT-ի ներքին պատերը ծածկված են ածխածնի վրա հիմնված հաղորդիչ շերտով, որը էլեկտրականորեն միացված է երկրորդ անոդին: Որպեսզի այս մեխանիզմը աշխատի, երկրորդային արտանետումների գործակիցը, այսինքն՝ երկրորդական էլեկտրոնների թվի հարաբերակցությունը առաջնայինների թվին պետք է գերազանցի մեկը։ Այնուամենայնիվ, ֆոսֆորների համար երկրորդային արտանետումների գործակիցը Kve կախված է երկրորդ անոդում U a լարումից: Նման կախվածության օրինակը ներկայացված է Նկ. 16, որից հետևում է, որ էկրանի ներուժը չպետք է գերազանցի արժեքը

U a max , հակառակ դեպքում պատկերի պայծառությունը ոչ թե կբարձրանա, այլ կնվազի: Կախված ֆոսֆորի նյութից՝ U a max = 5…35 կՎ լարումը: Սահմանափակող ներուժը մեծացնելու համար էկրանը ներսից ծածկված է էլեկտրոնների համար թափանցելի մետաղի բարակ թաղանթով (սովորաբար ալյումին. ալյումինացվածվահան) էլեկտրականորեն միացված է երկրորդ անոդին: Այս դեպքում էկրանի պոտենցիալը որոշվում է ոչ թե ֆոսֆորի երկրորդային արտանետման գործակցով, այլ երկրորդ անոդի լարմամբ։ Սա թույլ է տալիս օգտագործել երկրորդ անոդի ավելի բարձր լարումը և ստանալ էկրանի ավելի բարձր պայծառություն։ Փայլի պայծառությունը նույնպես մեծանում է խողովակի ներսում ալյումինե թաղանթից արտանետվող լույսի արտացոլման պատճառով: Վերջինս թափանցիկ է միայն բավականաչափ արագ էլեկտրոնների համար, ուստի երկրորդ անոդի լարումը պետք է գերազանցի 7...10 կՎ։

Կաթոդային ճառագայթների խողովակների ծառայության ժամկետը սահմանափակվում է ոչ միայն կաթոդից արտանետումների կորստով, ինչպես մյուս էլեկտրավակուումային սարքերի դեպքում, այլև էկրանի վրա ֆոսֆորի ոչնչացմամբ: Նախ, էլեկտրոնային փնջի հզորությունը չափազանց անարդյունավետ է օգտագործվում: Դրա երկու տոկոսից ոչ ավելին վերածվում է լույսի, մինչդեռ ավելի քան 98 տոկոսը միայն տաքացնում է ֆոսֆորը, մինչդեռ դրա ոչնչացումը տեղի է ունենում, ինչը արտահայտվում է նրանով, որ էկրանի լույսի ելքը աստիճանաբար նվազում է։ Այրումը տեղի է ունենում ավելի արագ՝ էլեկտրոնների հոսքի հզորության բարձրացմամբ, արագացնող լարման նվազմամբ, ինչպես նաև ավելի ինտենսիվ այն վայրերում, որտեղ ճառագայթն ավելի երկար է ընկնում: Մեկ այլ գործոն, որը նվազեցնում է կաթոդային ճառագայթների խողովակի կյանքը, էկրանի ռմբակոծումն է բացասական իոններով, որոնք ձևավորվել են կաթոդի օքսիդի ծածկույթի ատոմներից: Այս իոնները, արագացնելով արագացող դաշտով, շարժվում են դեպի էկրան՝ անցնելով շեղող համակարգով։ Էլեկտրաստատիկորեն շեղված խողովակներում իոնները շեղվում են նույնքան արդյունավետ, որքան էլեկտրոնները, ուստի նրանք քիչ թե շատ հավասարաչափ հարվածում են էկրանի տարբեր հատվածներին: Մագնիսական շեղում ունեցող խողովակներում իոնները ավելի թույլ են շեղվում էլեկտրոններից իրենց բազմապատիկ մեծ զանգվածի պատճառով և ընկնում հիմնականում էկրանի կենտրոնական մաս՝ ի վերջո ձևավորելով էկրանի վրա աստիճանաբար մթնեցնող, այսպես կոչված, «իոնային կետ»: Ալյումինացված էկրանով խողովակները շատ ավելի քիչ զգայուն են իոնային ռմբակոծության նկատմամբ, քանի որ ալյումինե թաղանթը փակում է իոնների ճանապարհը դեպի ֆոսֆոր:

Առավել լայնորեն օգտագործվում են կաթոդային խողովակների երկու տեսակ. օսցիլոսկոպև kinescopes. Օսցիլոսկոպի խողովակները նախատեսված են էլեկտրական ազդանշաններով ներկայացված մի շարք գործընթացներ ցուցադրելու համար: Նրանք ունեն էլեկտրաստատիկ ճառագայթի շեղում, քանի որ այն թույլ է տալիս օքսիլոսկոպին ցուցադրել ավելի բարձր հաճախականության ազդանշաններ: Ճառագայթների կենտրոնացումը նույնպես էլեկտրաստատիկ է: Որպես կանոն, օսցիլոսկոպը օգտագործվում է պարբերական մաքրման ռեժիմում. հորիզոնական շեղման թիթեղների վրա. ներքին գեներատորավլում, սղոցի լարումը հասնում է հաստատուն հաճախականության ( ավլելու լարումը), ուղղահայաց շեղման թիթեղների վրա կիրառվում է ուսումնասիրվող ազդանշանի ուժեղացված լարումը: Եթե ​​ազդանշանը պարբերական է, և դրա հաճախականությունը մաքրման հաճախականության ամբողջ թիվն է, ապա էկրանին հայտնվում է ժամանակի ընթացքում ազդանշանի անշարժ գրաֆիկը ( ալիքի ձևը): Ժամանակակից օսցիլոսկոպի խողովակները դիզայնով ավելի բարդ են, քան նկարում ներկայացվածը: 15 նրանք ունեն մեծ քանակությամբՕգտագործվում են նաև էլեկտրոդներ երկու ճառագայթ oscillographic CRT-ներ, որոնք ունեն բոլոր էլեկտրոդների կրկնակի հավաքածու մեկ ընդհանուր էկրանով և թույլ են տալիս միաժամանակ ցուցադրել երկու տարբեր ազդանշաններ:

Կինեսկոպները CRT-ներով են պայծառության նշան, այսինքն՝ ճառագայթի պայծառության հսկողությամբ՝ փոխելով մոդուլատորի ներուժը. դրանք օգտագործվում են կենցաղային և արդյունաբերական հեռուստացույցներում, ինչպես նաև մոնիտորներհամակարգիչներ՝ էլեկտրական ազդանշանը էկրանի վրա երկչափ պատկերի վերածելու համար: Կինեսկոպները տարբերվում են օսցիլոսկոպի CRT-ներից մեծ չափսերէկրան, պատկերի բնույթ ( կիսատոնէկրանի ամբողջ մակերեսի վրա), ճառագայթի մագնիսական շեղման օգտագործումը երկու կոորդինատներում, լուսավոր կետի համեմատաբար փոքր չափը, կետի չափի կայունության և սկանավորման գծայինության խիստ պահանջները: Ամենաառաջադեմը համակարգչային մոնիտորների գունավոր կինեսկոպներն են, նրանք ունեն բարձր լուծում(մինչև 2000 տող), երկրաչափական ռաստերի նվազագույն աղավաղում, ճիշտ գունային վերարտադրություն։ AT տարբեր ժամանակկինեսկոպները արտադրվել են 6-ից 90 սմ անկյունագծային էկրանով: Կինեսկոպի երկարությունը իր առանցքի երկայնքով սովորաբար մի փոքր պակաս է անկյունագծային չափից, ճառագայթի շեղման առավելագույն անկյունը 110 ... 116 0 է: Գունավոր կինեսկոպի էկրանը ներսից ծածկված է բազմաթիվ կետերով կամ տարբեր կոմպոզիցիաների ֆոսֆորի նեղ շերտերով, որոնք էլեկտրական ճառագայթը վերածում են երեք հիմնական գույներից մեկի՝ կարմիր, կանաչ, կապույտ: Գունավոր կինեսկոպում կան երեք էլեկտրոնային ատրճանակներ՝ մեկը յուրաքանչյուր հիմնական գույնի համար: Էկրանի վրայով սկանավորելիս ճառագայթները շարժվում են զուգահեռ և լուսավորում ֆոսֆորի հարակից տարածքները: Ճառագայթների հոսանքները տարբեր են և կախված են ստացված պատկերի տարրի գույնից: Բացի ուղիղ դիտարկման համար նախատեսված կինեսկոպներից, կան պրոեկցիոն կինեսկոպներ, որոնք ունեն փոքր չափսերէկրանի բարձր պայծառություն: Այս պայծառ պատկերն այնուհետև օպտիկական կերպով ցուցադրվում է հարթ սպիտակ էկրանի վրա, ինչը հանգեցնում է մեծ պատկերի:

1902 թվականից Բորիս Լվովիչ Ռոզինգը աշխատում է Բրաունի խողովակով։ 1907 թվականի հուլիսի 25-ին նա դիմում է գյուտի «Մեթոդ էլեկտրական փոխանցումպատկերներ հեռավորության վրա: Ճառագայթը սկանավորվել է խողովակում մագնիսական դաշտերի միջոցով, և ազդանշանը մոդուլացվել է (պայծառությունը փոխվել է) կոնդենսատորի միջոցով, որը կարող է շեղել ճառագայթը ուղղահայաց՝ դրանով իսկ փոխելով դիֆրագմով էկրան անցնող էլեկտրոնների քանակը։ 1911 թվականի մայիսի 9-ին Ռուսական տեխնիկական ընկերության ժողովում Ռոզինգը ցուցադրեց պարզ հեռուստատեսային պատկերների փոխանցումը. երկրաչափական ձևերև ստանալով դրանք CRT էկրանին նվագարկմամբ:

20-րդ դարի սկզբին և կեսերին Վլադիմիր Զվորիկինը, Ալեն Դյումոնը և այլք նշանակալի դեր են խաղացել CRT-ի զարգացման գործում։

Դասակարգում

Էլեկտրոնային ճառագայթների շեղման մեթոդի համաձայն, բոլոր CRT-ները բաժանվում են երկու խմբի՝ էլեկտրամագնիսական շեղումներով (ցուցանիշի CRT-ներ և kinescopes) և էլեկտրաստատիկ շեղումներով (oscillographic CRT-ներ և ցուցիչ CRT-ների շատ փոքր մասը):

Ըստ ձայնագրված պատկերը պահպանելու հնարավորության՝ CRT-ները բաժանվում են առանց հիշողության խողովակների և հիշողությամբ խողովակների (ցուցանիշ և օսցիլոսկոպ), որոնց դիզայնը նախատեսում է հատուկ հիշողության տարրեր (հանգույցներ), որոնց օգնությամբ մեկ անգամ գրանցված պատկերը. կարող է բազմիցս վերարտադրվել:

Ըստ էկրանի փայլի գույնի՝ CRT-ները բաժանվում են մոնոխրոմի և բազմագույնի։ Մոնոխրոմը կարող է ունենալ տարբեր գույնփայլ՝ սպիտակ, կանաչ, կապույտ, կարմիր և այլն: Բազմագույնները ըստ գործողության սկզբունքի բաժանվում են երկգույնի և եռագույնի։ Երկգույն - ցուցիչ CRT-ներ, որոնց էկրանի փայլի գույնը փոխվում է կա՛մ բարձր լարման միացման, կա՛մ էլեկտրոնային ճառագայթի հոսանքի խտության փոփոխության պատճառով: Եռագույն (ըստ հիմնական գույների)՝ գունավոր կինեսկոպներ, որոնց էկրանի բազմագույն փայլն ապահովվում է էլեկտրոն-օպտիկական համակարգի, գույնը բաժանող դիմակի և էկրանի հատուկ ձևավորումներով։

Օսցիլոգրաֆիկ CRT-ները բաժանվում են ցածր հաճախականության և միկրոալիքային խողովակների: Վերջիններիս ձևավորումներում բավական է բարդ համակարգէլեկտրոնային ճառագայթի շեղում.

Կինեսկոպները բաժանվում են հեռուստատեսության, մոնիտորի և պրոյեկցիոնի (օգտագործվում են վիդեո պրոյեկտորներում): Մոնիտորների կինեսկոպներն ունեն ավելի փոքր դիմակի բարձրություն, քան հեռուստատեսայինները, իսկ պրոյեկցիոն կինեսկոպներն ունեն էկրանի պայծառության բարձրացում: Նրանք մոնոխրոմ են և ունեն կարմիր, կանաչ և կապույտ էկրանի փայլ:

Սարքը և շահագործման սկզբունքը

Ընդհանուր սկզբունքներ

Սև և սպիտակ կինեսկոպ սարք

օդապարիկի մեջ 9 ստեղծվում է խորը վակուում. սկզբում օդը դուրս է մղվում, այնուհետև կինեսկոպի բոլոր մետաղական մասերը տաքացվում են ինդուկտորով՝ ներծծված գազերը ազատելու համար, օգտագործվում է ստացող՝ մնացած օդը աստիճանաբար կլանելու համար։

Էլեկտրոնային ճառագայթ ստեղծելու համար 2 , օգտագործվում է էլեկտրոնային ատրճանակ կոչվող սարք։ Կաթոդ 8 ջեռուցվում է թելիկով 5 , արձակում է էլեկտրոններ։ Էլեկտրոնների արտանետումը մեծացնելու համար կաթոդը պատված է ցածր աշխատանքային ֆունկցիա ունեցող նյութով (CRT-ների խոշորագույն արտադրողները դրա համար օգտագործում են իրենց արտոնագրված տեխնոլոգիաները): Հսկիչ էլեկտրոդում լարումը փոխելով ( մոդուլյատոր) 12 դուք կարող եք փոխել էլեկտրոնային ճառագայթի ինտենսիվությունը և, համապատասխանաբար, պատկերի պայծառությունը (կան նաև կաթոդային կառավարմամբ մոդելներ): Բացի հսկիչ էլեկտրոդից, ժամանակակից CRT-ների ատրճանակը պարունակում է կենտրոնացման էլեկտրոդ (մինչև 1961 թվականը էլեկտրամագնիսական ֆոկուսը օգտագործվում էր կենցաղային կինեսկոպներում՝ օգտագործելով կենտրոնացման կծիկ։ 3 միջուկը 11 ), որը նախատեսված է կինեսկոպի էկրանի վրա մի կետ կենտրոնացնելու համար, արագացնող էլեկտրոդ՝ հրացանի և անոդի ներսում էլեկտրոնների լրացուցիչ արագացման համար: Հրացանը թողնելուց հետո էլեկտրոնները արագանում են անոդով 14 , որը մետաղացված ծածկույթ է ներքին մակերեսը kinescope կոն միացված է ատրճանակի էլեկտրոդի համանուն. Ներքին էլեկտրաստատիկ էկրանով գունավոր կինեսկոպներում այն ​​միացված է անոդին։ Վաղ մոդելների մի շարք կինեսկոպներում, ինչպիսին է 43LK3B, կոնը պատրաստված էր մետաղից և ինքն իրեն ներկայացնում էր անոդը: Անոդում լարումը գտնվում է 7-ից 30 կիլովոլտ միջակայքում: Մի շարք փոքր չափի օսցիլոգրաֆիկ CRT-ներում անոդը միայն էլեկտրոնային ատրճանակի էլեկտրոդներից մեկն է և սնուցվում է մինչև մի քանի հարյուր վոլտ լարումներով:

Հաջորդը, ճառագայթը անցնում է շեղող համակարգով 1 , որը կարող է փոխել ճառագայթի ուղղությունը (նկարը ցույց է տալիս մագնիսական շեղման համակարգ)։ Հեռուստատեսային CRT-ներում օգտագործվում է մագնիսական շեղման համակարգ, քանի որ այն ապահովում է շեղման մեծ անկյուններ: Օքսիլոսկոպի CRT-ներում օգտագործվում է էլեկտրաստատիկ շեղման համակարգ, քանի որ այն ապահովում է ավելի արագ արձագանք:

Էլեկտրոնային ճառագայթը հարվածում է էկրանին 10 պատված ֆոսֆորով 4 . Էլեկտրոնների ռմբակոծությունից ֆոսֆորը փայլում է, և փոփոխական պայծառության արագ շարժվող կետը պատկեր է ստեղծում էկրանին:

Ֆոսֆորը բացասական լիցք է ստանում էլեկտրոններից, և սկսվում է երկրորդային արտանետումը. ֆոսֆորն ինքն է սկսում էլեկտրոններ արտանետել: Արդյունքում ամբողջ խողովակը բացասական լիցք է ստանում։ Դրանից խուսափելու համար խողովակի ամբողջ մակերեսի վրա կա ակվադագի շերտ, որը միացված է անոդին՝ գրաֆիտի վրա հիմնված հաղորդիչ խառնուրդ ( 6 ).

Կինեսկոպը միացված է կապարների միջոցով 13 և բարձր լարման վարդակից 7 .

Սև և սպիտակ հեռուստացույցներում ֆոսֆորի բաղադրությունը ընտրված է այնպես, որ այն փայլի չեզոք մոխրագույն գույնով: Տեսատերմինալներում, ռադարներում և այլն, ֆոսֆորը հաճախ դառնում է դեղին կամ կանաչ՝ աչքերի հոգնածությունը նվազեցնելու համար:

Ճառագայթի շեղման անկյուն

CRT ճառագայթի շեղման անկյունը առավելագույն անկյունն է լամպի ներսում էլեկտրոնային փնջի երկու հնարավոր դիրքերի միջև, որոնցում լուսավոր կետը դեռևս տեսանելի է էկրանին: Էկրանի անկյունագծի (տրամագծի) և CRT-ի երկարության հարաբերակցությունը կախված է անկյունից: Օսցիլոգրաֆիկ CRT-ների համար այն սովորաբար մինչև 40 ° է, ինչը կապված է ճառագայթի զգայունությունը շեղող թիթեղների հետևանքների նկատմամբ մեծացնելու անհրաժեշտության հետ և ապահովելու շեղման բնութագրի գծայինությունը: Կլոր էկրանով առաջին խորհրդային հեռուստատեսային կինեսկոպների համար շեղման անկյունը 50 ° էր, ավելի ուշ թողարկումների սև-սպիտակ կինեսկոպների համար՝ 70 °, սկսած 1960-ական թվականներից այն հասավ 110 ° (առաջին նման կինեսկոպներից մեկը. 43LK9B): Կենցաղային գունավոր կինեսկոպների համար այն 90 ° է:

Ճառագայթի շեղման անկյան մեծացմամբ կինեսկոպի չափերն ու զանգվածը նվազում են, սակայն.

• ավլման հանգույցների կողմից սպառվող հզորությունը մեծանում է: Այս խնդիրը լուծելու համար կրճատվել է կինեսկոպի պարանոցի տրամագիծը, ինչը, սակայն, պահանջում էր էլեկտրոնային ատրճանակի դիզայնի փոփոխություն։
• Աճում են շեղող համակարգի արտադրության և հավաքման ճշգրտության պահանջները, որն իրականացվել է շեղող համակարգով կինեսկոպը մեկ մոդուլի մեջ հավաքելով և այն գործարանում հավաքելով:
• համարը անհրաժեշտ տարրերռաստերային երկրաչափության պարամետրեր և տեղեկատվություն:

Այս ամենը հանգեցրել է նրան, որ որոշ հատվածներում դեռ օգտագործվում են 70 աստիճանի կինեսկոպներ։ Նաև 70 ° անկյունը շարունակում է օգտագործվել փոքր չափի սև-սպիտակ կինեսկոպներում (օրինակ, 16LK1B), որտեղ երկարությունը այդքան կարևոր դեր չի խաղում:

Իոնային թակարդ

Քանի որ CRT-ի ներսում կատարյալ վակուում ստեղծելն անհնար է, օդի մոլեկուլների մի մասը մնում է ներսում: Էլեկտրոնների հետ բախվելիս դրանցից առաջանում են իոններ, որոնք, ունենալով էլեկտրոնների զանգվածից մի քանի անգամ մեծ զանգված, գործնականում չեն շեղվում՝ աստիճանաբար այրելով էկրանի կենտրոնում գտնվող ֆոսֆորը և ձևավորելով այսպես կոչված իոնային բծը։ Դրա դեմ պայքարելու համար մինչև 1960-ականների կեսերը օգտագործվում էր «իոնային թակարդի» սկզբունքը. էլեկտրոնային ատրճանակի առանցքը գտնվում էր կինեսկոպի առանցքի նկատմամբ ինչ-որ անկյան տակ, իսկ դրսում տեղակայված կարգավորվող մագնիսը ապահովում էր դաշտ, որը շրջում էր էլեկտրոնը։ հոսքը դեպի առանցքը. Զանգվածային իոնները, շարժվելով ուղիղ գծով, ընկել են հենց թակարդը։

Այնուամենայնիվ, այս շինարարությունը ստիպեց մեծացնել կինեսկոպի պարանոցի տրամագիծը, ինչը հանգեցրեց շեղող համակարգի պարույրների պահանջվող հզորության ավելացմանը:

1960-ականների սկզբին այն մշակվել է նոր ճանապարհՖոսֆորային պաշտպանություն. էկրանի ալյումինացումը, ի լրումն, ինչը հնարավորություն տվեց կրկնապատկել կինեսկոպի առավելագույն պայծառությունը, և վերացավ իոնային թակարդի անհրաժեշտությունը:

Անոդին կամ մոդուլյատորին լարման կիրառման ուշացում

Հեռուստացույցում, որի հորիզոնական սկանավորումը կատարվում է լամպերի վրա, կինեսկոպի անոդում լարումը հայտնվում է միայն հորիզոնական սկանավորման ելքային լամպի և կափույրի դիոդի տաքացումից հետո: Կինեսկոպի փայլն այս պահին տաքանալու ժամանակ ունի:

Ամբողջովին կիսահաղորդչային սխեմաների ներդրումը հորիզոնական սկանավորման հանգույցներում առաջացրել է կինեսկոպի կաթոդների արագացված մաշվածության խնդիր՝ կապված կինեսկոպի անոդի վրա միացման հետ միաժամանակ կիրառվող լարման հետ: Այս երեւույթի դեմ պայքարելու համար մշակվել են սիրողական հանգույցներ, որոնք ապահովում են անոդին կամ կինեսկոպի մոդուլյատորին լարման մատակարարման ուշացում: Հետաքրքիր է, որ դրանցից մի քանիսում, չնայած այն հանգամանքին, որ դրանք նախատեսված են ամբողջովին կիսահաղորդչային հեռուստացույցներում տեղադրելու համար, որպես հետաձգման տարր օգտագործվում է ռադիոխողովակ։ Հետագայում սկսեցին արտադրվել հեռուստացույցներ արդյունաբերական արտադրություն, որի դեպքում ի սկզբանե նախատեսված է նման ուշացում։

Սկանավորել

Էկրանի վրա պատկեր ստեղծելու համար էլեկտրոնային ճառագայթը պետք է անընդհատ անցնի էկրանի վրայով բարձր հաճախականությամբ՝ վայրկյանում առնվազն 25 անգամ: Այս գործընթացը կոչվում է ավլում. Պատկերը սկանավորելու մի քանի եղանակ կա:

Ռաստերային սկանավորում

Էլեկտրոնային ճառագայթը տողերով անցնում է ամբողջ էկրանը: Երկու տարբերակ կա.

• 1-2-3-4-5-… (առաջադեմ սկանավորում);
• 1-3-5-7-… ապա 2-4-6-8-… (խճճված):

Վեկտորի փաթաթում

Էլեկտրոնային ճառագայթը շարժվում է պատկերի գծերով: Վեկտորային սկանավորումն օգտագործվել է Vectrex խաղային վահանակում:

Մաքրել ռադարի էկրանին

Շրջանակային դիտման էկրան օգտագործելու դեպքում, այսպես կոչված. տպատրոն, էլեկտրոնային ճառագայթն անցնում է էկրանի շառավիղներով (էկրանը շրջանագծի տեսք ունի)։ Ծառայության տեղեկատվությունը շատ դեպքերում (թվեր, տառեր, տեղագրական նշաններ) լրացուցիչ տեղակայվում է նշանների մատրիցով (գտնվում է էլեկտրոնային ճառագայթային ատրճանակում):

Գունավոր կինեսկոպներ

Գունավոր կինեսկոպ սարք. 1 - Էլեկտրոնային հրացաններ. 2 - Էլեկտրոնային ճառագայթներ. 3 - կենտրոնանալով կծիկ. 4 - շեղող կծիկներ. 5 - անոդ. 6 - Դիմակ, որի շնորհիվ կարմիր ճառագայթը հարվածում է կարմիր ֆոսֆորին և այլն 7 - ֆոսֆորի կարմիր, կանաչ և կապույտ հատիկներ։ 8 - դիմակ և ֆոսֆորի հատիկներ (ընդլայնված):

Գունավոր կինեսկոպը տարբերվում է սև-սպիտակից նրանով, որ ունի երեք ատրճանակ՝ «կարմիր», «կանաչ» և «կապույտ» ( 1 ): Համապատասխանաբար, էկրանին 7 Երեք տեսակի ֆոսֆոր կիրառվում է որոշակի հերթականությամբ՝ կարմիր, կանաչ և կապույտ ( 8 ).

Կախված օգտագործվող դիմակի տեսակից, կինեսկոպի պարանոցի ատրճանակները դասավորված են եռանկյունաձև (հավասարակողմ եռանկյունու անկյուններում) կամ հարթ (նույն գծի վրա): Տարբեր էլեկտրոնային ատրճանակների նույնանուն էլեկտրոդներ միացված են կինեսկոպի ներսում հաղորդիչներով: Սրանք արագացնող էլեկտրոդներ են, կենտրոնացման էլեկտրոդներ, ջեռուցիչներ (զուգահեռաբար միացված) և հաճախ մոդուլյատորներ։ Նման միջոցը անհրաժեշտ է կինեսկոպի ելքերի քանակը խնայելու համար՝ նրա պարանոցի սահմանափակ չափի պատճառով։

Միայն կարմիր ատրճանակի ճառագայթն է հարվածում կարմիր ֆոսֆորին, միայն կանաչ ատրճանակի ճառագայթը դիպչում է կանաչ ֆոսֆորին և այլն: Դա ձեռք է բերվում նրանով, որ հրացանների և էկրանի միջև տեղադրված է մետաղյա վանդակ, որը կոչվում է. դիմակ (6 ): Ժամանակակից կինեսկոպներում դիմակը պատրաստված է Invar-ից՝ պողպատե դասարանից՝ ջերմային ընդարձակման փոքր գործակցով:

Դիմակների տեսակները

Կան երկու տեսակի դիմակներ.

Այս դիմակների մեջ հստակ առաջատար չկա՝ ստվերն է ապահովում բարձրորակգծեր, բացվածքը տալիս է ավելի հագեցած գույներ և բարձր արդյունավետություն. Slotted-ը համատեղում է ստվերի և բացվածքի առավելությունները, բայց հակված է մուարի:

Ինչպես պակաս տարրերֆոսֆոր, այնքան բարձր է պատկերի որակը, որը խողովակը կարող է արտադրել: Պատկերի որակի ցուցիչն է դիմակ քայլ.

• Ստվերային ցանցի համար դիմակի բարձրությունը երկու մոտակա դիմակ անցքերի միջև հեռավորությունն է (համապատասխանաբար, նույն գույնի մոտակա ֆոսֆորի երկու տարրերի միջև ընկած հեռավորությունը):
• Դիակի և ճեղքերի վանդակաճաղերի համար դիմակի բարձրությունը սահմանվում է որպես դիմակի ճեղքերի միջև հորիզոնական հեռավորություն (համապատասխանաբար, հորիզոնական հեռավորություն նույն գույնի ֆոսֆորի ուղղահայաց շերտերի միջև):

Ժամանակակից մոնիտորների CRT-ներում դիմակի բարձրությունը 0,25 մմ մակարդակի վրա է: Հեռուստատեսային կինեսկոպները, որոնք դիտվում են ավելի մեծ հեռավորությունից, օգտագործում են 0,8 մմ կարգի քայլեր:

ճառագայթների կոնվերգենցիան

Քանի որ էկրանի կորության շառավիղը շատ ավելի մեծ է, քան նրանից մինչև էլեկտրոնային օպտիկական համակարգ մինչև անսահման հեռավորությունը հարթ կինեսկոպներում, և առանց հատուկ միջոցների կիրառման, գունավոր կինեսկոպի ճառագայթների հատման կետը գտնվում է. Էլեկտրոնային ատրճանակներից մշտական ​​հեռավորության վրա, անհրաժեշտ է ապահովել, որ այս կետը գտնվում է ստվերային դիմակի մակերեսին, հակառակ դեպքում ձևավորվում է պատկերի երեք գունային բաղադրիչների սխալ գրանցում՝ էկրանի կենտրոնից դեպի եզրեր: Որպեսզի դա տեղի չունենա, անհրաժեշտ է ճիշտ տեղաշարժել էլեկտրոնային ճառագայթները: Հրացանների դելտա ձևավորված դասավորությամբ կինեսկոպներում դա արվում է հատուկ էլեկտրամագնիսական համակարգով, որը կառավարվում է առանձին սարքով, որը հին հեռուստացույցներում տեղադրվում էր առանձին միավորում՝ խառնիչ միավորում, պարբերական ճշգրտումների համար: Հրացանների հարթ դասավորությամբ կինեսկոպներում ճշգրտումը կատարվում է հատուկ մագնիսների միջոցով, որոնք տեղակայված են կինեսկոպի պարանոցի վրա: Ժամանակի ընթացքում, հատկապես էլեկտրոնային ատրճանակների դելտա ձևավորված դասավորվածությամբ կինեսկոպների դեպքում, կոնվերգենցիան խանգարվում է և լրացուցիչ ճշգրտման կարիք ունի: Համակարգիչների վերանորոգման ընկերություններից շատերն առաջարկում են մոնիտորի ճառագայթների վերափոխման ծառայություն:

Ապամագնիսացում

Գունավոր կինեսկոպներում անհրաժեշտ է հեռացնել ստվերային դիմակի և էլեկտրաստատիկ էկրանի մնացորդային կամ պատահական մագնիսացումը, որն ազդում է պատկերի որակի վրա:

Ապամագնիսացումը տեղի է ունենում այսպես կոչված ապամագնիսացման օղակում հայտնվելու պատճառով՝ օղակաձև ճկուն կծիկ մեծ տրամագիծգտնվում է կինեսկոպի մակերեսին - արագ փոփոխվող մագնիսական դաշտի զարկերակ: Որպեսզի այս հոսանքը հեռուստացույցը միացնելուց հետո աստիճանաբար նվազի, օգտագործվում են թերմիստորներ։ Շատ մոնիտորներ, բացի թերմիստորներից, պարունակում են ռելե, որը կինեսկոպի ապամագնիսացման գործընթացի ավարտին անջատում է այս շղթայի հոսանքը, որպեսզի թերմիստորը սառչի: Դրանից հետո դուք կարող եք օգտագործել հատուկ ստեղն, կամ, ավելի հաճախ, հատուկ հրաման մոնիտորի մենյուում, այս ռելեին գործարկելու և ցանկացած պահի նորից ապամագնիսացնելու համար՝ առանց մոնիտորն անջատելու և միացնելու:

Տրինեսկոպ

Տրինեսկոպը երեք սև-սպիտակ կինեսկոպներից, լուսային զտիչներից և կիսաթափանցիկ հայելիներից (կամ երկխրոնիկ հայելիներից, որոնք համատեղում են կիսաթափանցիկ հայելիների և ֆիլտրերի գործառույթները) ձևավորում, որն օգտագործվում է գունավոր պատկեր ստանալու համար:

Դիմում

Կինեսկոպներն օգտագործվում են ռաստերային պատկերման համակարգերում՝ տարբեր տեսակի հեռուստացույցներ, մոնիտորներ, տեսահամակարգեր:

Օսցիլոգրաֆիկ CRT-ները առավել հաճախ օգտագործվում են ֆունկցիոնալ կախվածության ցուցադրման համակարգերում. օսցիլոսկոպներ, վոբլսկոպներ, ինչպես նաև որպես ռադիոլոկացիոն կայաններում ցուցադրման սարք, հատուկ նշանակության սարքերում; խորհրդային տարիներին օգտագործվել են նաև որպես տեսողական միջոցներընդհանրապես կաթոդային սարքերի նախագծումն ուսումնասիրելիս.

Նիշերի տպագրության CRT-ները օգտագործվում են տարբեր հատուկ նշանակության սարքավորումներում:

Նշանակում և նշում

Կենցաղային CRT-ների նշանակումը բաղկացած է չորս տարրերից.

• Առաջին տարր. մի թիվ, որը ցույց է տալիս ուղղանկյուն կամ կլոր էկրանի անկյունագիծը սանտիմետրերով;
• Երկրորդ տարրը. երկու տառ, որը ցույց է տալիս, որ CRT-ը պատկանում է որոշակի դիզայնի տեսակի: LK - kinescope, LM - խողովակ էլեկտրամագնիսական ճառագայթի շեղումով, LO - խողովակ էլեկտրաստատիկ ճառագայթի շեղումով, LN - խողովակներ հիշողությամբ (ցուցանիշ և օսցիլոսկոպ);
• Երրորդ տարր. թիվ, որը ցույց է տալիս տվյալ խողովակի մոդելի համարը տվյալ անկյունագծով, մինչդեռ միկրոալիքային օսցիլոսկոպի խողովակների համար համարակալումը սկսվում է 101 թվից;
• Չորրորդ տարր՝ տառ, որը ցույց է տալիս էկրանի փայլի գույնը: C - գույն, B - սպիտակ փայլ, I - կանաչ փայլ, C - դեղնականաչ փայլ, C - նարնջագույն փայլ, P - կարմիր փայլ, A - կապույտ փայլ: X - նշանակում է օրինակ, որն ավելի վատ լուսավորության պարամետրեր ունի՝ համեմատած նախատիպի հետ:

Հատուկ դեպքերում նշմանը կարող է ավելացվել հինգերորդ տարրը, որը պարունակում է լրացուցիչ տեղեկություններ:

Օրինակ՝ 50LK2B - 50 սմ էկրանի անկյունագծով սև և սպիտակ կինեսկոպ, երկրորդ մոդելը, 3LO1I - 3 սմ կանաչ փայլով էկրանի տրամագծով օսցիլոսկոպի խողովակ, առաջին մոդելը:

Առողջության վրա ազդեցություն

Էլեկտրամագնիսական ճառագայթում

Այս ճառագայթումը ստեղծվում է ոչ թե կինեսկոպի կողմից, այլ շեղող համակարգի կողմից: Էլեկտրաստատիկ շեղում ունեցող խողովակները, մասնավորապես օսցիլոսկոպի խողովակները, չեն ճառագայթում այն:

Մոնիտորների կինեսկոպներում, այս ճառագայթումը ճնշելու համար, շեղող համակարգը հաճախ ծածկված է ֆերիտային գավաթներով: Հեռուստատեսային կինեսկոպները նման պաշտպանություն չեն պահանջում, քանի որ հեռուստադիտողը սովորաբար նստում է հեռուստացույցից շատ ավելի մեծ հեռավորության վրա, քան մոնիտորից:

իոնացնող ճառագայթում

Կինեսկոպներն ունեն իոնացնող ճառագայթումերկու տեսակի.

Դրանցից առաջինը հենց էլեկտրոնային ճառագայթն է, որն իրականում ցածր էներգիայի բետա մասնիկների հոսք է (25 կՎ): Այս ճառագայթումը դուրս չի գալիս և վտանգ չի ներկայացնում օգտագործողի համար:

Երկրորդը ռենտգենյան bremsstrahlung-ն է, որը տեղի է ունենում, երբ էկրանը ռմբակոծվում է էլեկտրոններով: Այս ճառագայթման արտահոսքը դեպի արտաքին բոլորովին անվտանգ արժեքներ նվազեցնելու համար ապակին լցնում են կապարով (տես ստորև): Այնուամենայնիվ, հեռուստացույցի կամ մոնիտորի անսարքության դեպքում, որը կհանգեցնի անոդի լարման զգալի աճին, այս ճառագայթման մակարդակը կարող է աճել մինչև նկատելի արժեքներ: Նման իրավիճակները կանխելու համար հորիզոնական սկանավորման ստորաբաժանումները հագեցած են պաշտպանական հանգույցներով:

Ներքին և արտասահմանյան գունավոր հեռուստացույցներում, որոնք արտադրվել են մինչև 1970-ականների կեսերը, կարող են լինել ռենտգենյան ճառագայթման լրացուցիչ աղբյուրներ՝ կայունացնող տրիոդներ, որոնք կապված են կինեսկոպին զուգահեռ և ծառայում են կայունացնել անոդի լարումը, հետևաբար՝ պատկերի չափը: 6S20S տրիոդներն օգտագործվում են Raduga-5 և Rubin-401-1 հեռուստացույցներում, իսկ GP-5-ը վաղ ULPCT մոդելներում: Քանի որ նման տրիոդի մխոցի ապակին շատ ավելի բարակ է, քան կինեսկոպի ապակին և կապարի հետ համաձուլվածք չունի, այն ռենտգենյան ճառագայթների շատ ավելի ինտենսիվ աղբյուր է, քան բուն կինեսկոպը, ուստի այն տեղադրվում է հատուկ պողպատե էկրանի մեջ։ . ULPCT հեռուստացույցների հետագա մոդելներում օգտագործվում են բարձր լարման կայունացման այլ մեթոդներ, և այս ռենտգեն աղբյուրը բացառվում է:

թարթել

Mitsubishi Diamond Pro 750SB մոնիտոր (1024x768, 100 Հց) նկարահանվել է 1/1000 վրկ արագությամբ: Պայծառությունը արհեստականորեն բարձր է; ցույց է տալիս պատկերի իրական պայծառությունը տարբեր կետերէկրան.

CRT մոնիտորի ճառագայթը, որը պատկեր է կազմում էկրանին, առաջացնում է ֆոսֆորի մասնիկների փայլ: Մինչ հաջորդ կադրի ձևավորումը, այս մասնիկները ժամանակ ունեն դուրս գալու, այնպես որ կարող եք դիտել «էկրանի թարթումը»: Որքան բարձր է կադրերի արագությունը, այնքան քիչ նկատելի թարթում է: Ցածր հաճախականությունը հանգեցնում է աչքերի հոգնածության և վնասակար է առողջությանը։

Կաթոդային խողովակով հեռուստացույցների մեծ մասն ունեն 25 կադր/վայրկյան, որը միահյուսման դեպքում կազմում է 50 դաշտ (կես կադր) վայրկյանում (Հց): Ժամանակակից հեռուստատեսային մոդելներում այս հաճախականությունը արհեստականորեն բարձրացվում է մինչև 100 հերց: Մոնիտորի էկրանի հետևում աշխատելիս թարթումն ավելի ուժեղ է զգացվում, քանի որ աչքերից մինչև կինեսկոպ հեռավորությունը շատ ավելի քիչ է, քան հեռուստացույց դիտելիս: Մոնիտորի նվազագույն առաջարկվող թարմացման արագությունը 85 հերց է: Մոնիտորների վաղ մոդելները թույլ չեն տալիս աշխատել 70-75 Հց-ից ավելի թարմացման արագությամբ: CRT-ի թարթումը կարելի է հստակորեն դիտարկել ծայրամասային տեսողությամբ:

մշուշոտ պատկեր

Կաթոդային ճառագայթային խողովակի վրա պատկերը մշուշոտ է` համեմատած այլ տեսակի էկրանների հետ: Ենթադրվում է, որ մշուշոտ պատկերները օգտատիրոջ աչքերի հոգնածությանը նպաստող գործոններից մեկն են: Մյուս կողմից, բարձրորակ մոնիտորներ օգտագործելիս մշուշումը ուժեղ ազդեցություն չի ունենում մարդու առողջության վրա, իսկ մշուշման էֆեկտն ինքնին թույլ է տալիս չօգտագործել էկրանի տառատեսակների հարթեցումը մոնիտորի վրա, ինչը արտացոլվում է նկարի ընկալման որակի վրա։ , LCD մոնիտորներին բնորոշ տառատեսակների աղավաղումներ չկան:

Բարձր լարման

CRT-ն օգտագործում է բարձր լարում: Հարյուրավոր վոլտների մնացորդային լարումը, եթե որևէ գործողություն չձեռնարկվի, կարող է մնալ CRT-ի վրա և «կապել» սխեմաների վրա շաբաթներով: Այդ պատճառով սխեմաներին ավելացվում են լիցքաթափման դիմադրիչներ, որոնք հեռուստացույցն անջատելուց հետո մի քանի րոպեի ընթացքում դարձնում են լիովին անվտանգ:

Հակառակ տարածված կարծիքի, CRT-ի անոդային լարումը չի կարող մարդուն սպանել լարման փոխարկիչի ցածր հզորության պատճառով, միայն շոշափելի հարված կլինի: Այնուամենայնիվ, այն կարող է նաև մահացու լինել, եթե մարդը սրտի արատներ ունի: Այն կարող է նաև անուղղակիորեն վիրավորվել, ներառյալ մահը, երբ ձեռքը քաշելով՝ մարդը դիպչում է կյանքին սպառնացող ծայրահեղ լարումներ պարունակող հեռուստացույցի և մոնիտորինգի այլ սխեմաների, և այդպիսի սխեմաներ առկա են հեռուստացույցների և մոնիտորների բոլոր մոդելներում, որոնք օգտագործում են CRT, ինչպես օրինակ. ինչպես նաև ներառյալ զուտ մեխանիկական վնասվածքները, որոնք կապված են էլեկտրական ցնցումների հետևանքով առաջացած հանկարծակի անվերահսկելի անկման հետ:

Թունավոր նյութեր

Ցանկացած էլեկտրոնիկա (ներառյալ CRT) պարունակում է նյութեր, որոնք վնասակար են առողջության համար և միջավայրը. Դրանցից՝ բարիումի միացությունները կաթոդներում, ֆոսֆորները։

Օգտագործված CRT-ները շատ երկրներում համարվում են վտանգավոր թափոններ և պետք է վերամշակվեն կամ հեռացվեն առանձին աղբավայրերում:

CRT պայթյուն

Քանի որ CRT-ի ներսում վակուում կա, օդի ճնշման պատճառով միայն 17 դյույմանոց մոնիտորի էկրանն ունի մոտ 800 կգ ծանրաբեռնվածություն՝ փոքր մեքենայի քաշը: Դիզայնի առանձնահատկությունների պատճառով ճնշումը էկրանի և CRT-ի կոնի վրա դրական է, մինչդեռ էկրանի կողային ճնշումը բացասական է, ինչը պայթյունի վտանգ է առաջացնում: Վաղ կինեսկոպների հետ աշխատելիս անվտանգության կանոնակարգերը պահանջում էին պաշտպանիչ ձեռնոցների, դիմակի և ակնոցների օգտագործումը: Հեռուստացույցի կինեսկոպի էկրանի դիմաց տեղադրվել է ապակե պաշտպանիչ էկրան, իսկ եզրերի երկայնքով՝ մետաղյա պաշտպանիչ դիմակ։

Սկսած 1960-ականների երկրորդ կեսից, կինեսկոպի վտանգավոր հատվածը ծածկվում է հատուկ մետաղական պայթուցիկ վիրակապով, որը պատրաստված է ամբողջովին մետաղական դրոշմավորված կառուցվածքի տեսքով կամ խոցված ժապավենի մի քանի շերտերում։ Նման վիրակապը բացառում է ինքնաբուխ պայթյունի հնարավորությունը։ Կինեսկոպների որոշ մոդելներում էկրանը ծածկելու համար լրացուցիչ օգտագործվել է պաշտպանիչ թաղանթ:

Չնայած պաշտպանիչ համակարգերի կիրառմանը, չի բացառվում, որ կինեսկոպը միտումնավոր կոտրելու դեպքում մարդկանց բեկորները հարվածեն։ Այս առումով վերջինս ոչնչացնելիս, անվտանգության համար, նախ ջարդում են շենգելը` պարանոցի վերջում պլաստիկ հիմքի տակ գտնվող տեխնոլոգիական ապակե խողովակ, որով արտադրության ժամանակ օդ է դուրս մղվում։

Փոքր չափի CRT-ները և մինչև 15 սմ էկրանի տրամագծով կամ անկյունագծով կինեսկոպները վտանգ չեն ներկայացնում և զինված չեն պայթուցիկ սարքերով:

Կաթոդային ճառագայթների այլ տեսակներ

Կինեսկոպից բացի, կաթոդային սարքերը ներառում են.

• Քվանտոսկոպ (լազերային կինեսկոպ), կինեսկոպի տեսակ, որի էկրանը էլեկտրոնային ճառագայթով մղվող կիսահաղորդչային լազերների մատրից է։ Քվանտոսկոպները օգտագործվում են պատկերային պրոյեկտորներում:
• Նշանների տպագրության կաթոդային խողովակ:
• Ռադարային կայանների ցուցիչներում օգտագործվում է ցուցիչ կաթոդային խողովակ:
• Հիշողության կաթոդային ճառագայթային խողովակ:
  • graphecon
• Հաղորդող հեռուստատեսային խողովակը լուսային պատկերները վերածում է էլեկտրական ազդանշանների:
• Մոնոսկոպը փոխանցող կաթոդային ճառագայթների խողովակ է, որը փոխակերպում է մեկ պատկերը, որն արվել է անմիջապես ֆոտոկաթոդի վրա, էլեկտրական ազդանշանի: Այն օգտագործվել է հեռուստատեսային փորձարկման սեղանի պատկերը փոխանցելու համար (օրինակ՝ TIT-0249):
• Կադրոսկոպը տեսանելի պատկերով կաթոդային խողովակ է, որը նախատեսված է սկաներները կարգավորելու և ճառագայթը սարքավորման մեջ կենտրոնացնելու համար՝ օգտագործելով կաթոդային խողովակներ՝ առանց տեսանելի պատկերի (գրաֆեկոններ, մոնոսկոպներ, պոտենցիալոսկոպներ): Կադրոսկոպն ունի ծայրամաս և կապող չափեր, որոնք նման են սարքավորման մեջ օգտագործվող կաթոդային խողովակին: Ընդ որում, հիմնական CRT-ն և շրջանակային սխեման ընտրված են ըստ պարամետրերի շատ բարձր ճշգրտությամբ և մատակարարվում են միայն որպես հավաքածու: Կարգավորելիս հիմնական խողովակի փոխարեն միացված է շրջանակ:

տես նաեւ

Նշումներ

գրականություն

• Դ.Դայմոնդս, Ֆ.Իգնատով, Վ.Վոդիչկո: Մեկ ճառագայթ գունավոր կինեսկոպ - քրոմոսկոպ 25LK1Ts: Ռադիո No 9, 1976 S. 32, 33.

Հղումներ

• Ս.Վ.Նովակովսկի. Էլեկտրոնային հեռուստատեսության 90 տարի // Էլեկտրոսվյազ թիվ 6, 1997 թ
• Պ.Սոկոլով. Մոնիտորներ // iXBT, 1999 թ
• Մերի Բելիս. The History of the Cathode Ray Tube // Գյուտարարների մասին
• Եվգենի Կոզլովսկի. Հին ընկերն ավելի լավն է, քան Computerra #692-ը, հունիսի 27, 2007 թ
• Mukhin I. A. Ինչպես ընտրել CRT մոնիտոր Համակարգչային բիզնեսի շուկա No. 49 (286), նոյեմբեր-դեկտեմբեր 2004 թ. P. 366-371

Ֆոսֆորները կիրառվում են կաթոդային խողովակի էկրանին փոքրիկ կետերի տեսքով, և այդ կետերը հավաքվում են երեքով. Յուրաքանչյուր եռակի կամ եռյակում կա մեկ կարմիր, մեկ կապույտ և մեկ կանաչ կետ: Նկարում ես ձեզ ցույց տվեցի մի քանի նման եռյակներ: Ընդհանուր առմամբ, խողովակի էկրանին կա մոտ 500,000 տրիադ: Պատկերը, որը տեսնում եք հեռուստացույցով, ամբողջը կազմված է լուսավոր կետերից: Այնտեղ, որտեղ պատկերի մանրամասները ավելի թեթև են, ավելի շատ էլեկտրոններ են հարվածում կետերին և դրանք ավելի պայծառ են փայլում: Համապատասխանաբար ավելի քիչ էլեկտրոններ են ընկնում պատկերի մութ վայրերում։ Եթե ​​գունավոր պատկերում կա սպիտակ դետալ, ապա յուրաքանչյուր եռյակի բոլոր երեք կետերը փայլում են նույն պայծառությամբ ամենուր այս դետալում: Ընդհակառակը, եթե գունավոր պատկերում կա կարմիր դետալ, ապա յուրաքանչյուր եռյակի միայն կարմիր կետերը փայլում են ամբողջ դետալում, մինչդեռ կանաչ և կապույտ կետերն ընդհանրապես չեն փայլում:

Հասկանու՞մ եք, թե ինչ է նշանակում ստեղծել գունավոր պատկերհեռուստաէկրանին? Սա, առաջին հերթին, ստիպել էլեկտրոններին հասնել ճիշտ վայրեր, այսինքն՝ դեպի այն ֆոսֆորային կետերը, որոնք պետք է փայլեն, և չընկնեն այլ վայրեր, այսինքն՝ դեպի այն կետերը, որոնք չպետք է փայլեն: Երկրորդ՝ էլեկտրոնները պետք է ճիշտ ժամանակին հարվածեն ճիշտ վայրերին: Չէ՞ որ էկրանի պատկերն անընդհատ փոխվում է, և որտեղ ինչ-որ պահի, օրինակ, վառ նարնջագույն կետ է եղել, մի պահ հետո, ասենք, մուգ մանուշակագույնը պետք է հայտնվի։ Վերջապես, երրորդը, էլեկտրոնների ճիշտ քանակությունը պետք է հասնի ճիշտ տեղում և ճիշտ ժամանակին: Ավելի շատ, որտեղ փայլը պետք է լինի ավելի պայծառ, և ավելի քիչ, որտեղ փայլը ավելի մուգ է:

Քանի որ էկրանին տեղադրված են գրեթե մեկուկես միլիոն ֆոսֆորային կետեր, առաջին հայացքից առաջադրանքը չափազանց բարդ է թվում։ Իրականում - ոչ մի բարդ բան: Նախ, կաթոդային ճառագայթների խողովակում կան ոչ թե մեկ, այլ երեք առանձին տաքացվող կաթոդներ: Ճիշտ նույնը, ինչ սովորական վակուումային խողովակում: Յուրաքանչյուր կաթոդ արձակում է էլեկտրոններ, և դրա շուրջ ստեղծվում է էլեկտրոնային ամպ: Յուրաքանչյուր կաթոդի մոտ կա ցանց և անոդ: Ցանցով դեպի անոդ անցնող էլեկտրոնների թիվը կախված է ցանցի լարումից: Առայժմ ամեն ինչ տեղի է ունենում, ինչպես պայմանական երեք էլեկտրոդային լամպում `տրիոդ:

Որն է տարբերությունը? Անոդն այստեղ ամուր չէ, բայց հենց կենտրոնում անցք ունի: Հետևաբար, կաթոդից անոդ շարժվող էլեկտրոնների մեծ մասը չի մնում անոդի վրա. նրանք դուրս են թռչում անցքի միջով կլոր փնջի տեսքով: Դիզայնը, որը բաղկացած է կաթոդից, ցանցից և անոդից, կոչվում է էլեկտրոնային ատրճանակ: Հրացանը, ինչպես ասվում է, արձակում է էլեկտրոնների ճառագայթ, և ճառագայթի էլեկտրոնների թիվը կախված է ցանցի լարումից:

Նպատակային էլեկտրոնային հրացաններ այնպես, որ առաջին հրացանից արձակված ճառագայթը միշտ դիպչում է միայն եռյակների կարմիր կետերին, երկրորդ հրացանի ճառագայթը միայն կանաչ կետերին է դիպչում, իսկ երրորդ հրացանի ճառագայթը միայն կապույտ կետերին: Այսպիսով, լուծվում է գունավոր պատկեր ձևավորելու երեք առաջադրանքներից մեկը. Երեք ատրճանակներից յուրաքանչյուրի ցանցերին կիրառելով անհրաժեշտ լարումները՝ սահմանվում են կարմիր, կանաչ և կապույտ լույսի պահանջվող ինտենսիվությունը, ինչը նշանակում է, որ դրանք ապահովում են յուրաքանչյուր պատկերի դետալների ցանկալի երանգավորումը: