CS205809B1

CS205809B1 - Amplifier of the flow of absorbed electrones

Info

Publication number: CS205809B1
Application number: CS160879A
Authority: CS
Inventors: Karel Hladil
Original assignee: Karel Hladil
Priority date: 1979-03-12
Filing date: 1979-03-12
Publication date: 1981-05-29

Description

Vynález ise týká zesllawalče príoudu absorbovaných ©letatranů, teterý je určen především pro rastrovací elektronové mikrioiskopy.The invention is also directed to a high-current stream of absorbed orthatrans, which is primarily intended for scanning electron microscopes.

Jednou z možiiostí jalk získat obrazový signál v 'rastrovacích eleiktronioivých mikroskopech je širokopásmové izeisílení piroiudu absorbovaných elektronů v pozorovaném preparátu při rastrování elektronového· svazku po .jeho povirctou. Zesilovače proudu absorbovaných elektronů se obvykle řeší ijiajko samostatné .jednotky, nebo jako jednotky zabudované v panelech s ostatní elektronikou. Problémem· bývá jejich malý kmitočtový rozsah a na regulaci disku 'nezávislá regulace -stejnoismérné složky na obrazovém výstupu při současné možnosti měření absorbovaného proudu.One way to obtain an image signal in scanning electron microscopes is to broaden the amplification of the piroudium-absorbed electrons in the observed preparation by scanning the electron beam over its surface. The absorbed electron current amplifiers are usually solved as separate units or as units embedded in panels with other electronics. The problem is their small frequency range and disk-independent control of the same-directional component on the video output while measuring the absorbed current.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení zesilovače proudu .absorbovaných elektronů, jehož podstatou je, že vstupní svodka je spojena přes první ochranný obvod is invertujícím vstupem prvního operlaCnlho zesilovače, který je dále spojen přes první zpětnovazební Obvod ,s výstupem prvního operačního zesilovače, s první výstupní svorkou a s regulačním odporem, přičemž regulační odpor je dále přes, sériový odpor spojen .s invertujícím .vstupem druhého operačního zesilovače, ise zdrojem proudu a 'přes dřuhý zpětnovazební obvod s výstupem druhého operačního zesilovače a is druhou výstupní svorkou, přičemž netoventující ivistupy operačních zesilovačů a zemní vývody prvního ochranného obvodu a prvního zpětnovazebního obvodu jsou ještě spojeny se zemní svorkou, a že mezi Vstupy druhého operačního .zesilovače je zařazen druhý ochranný obvoid.These drawbacks are eliminated by the connection of the electron-absorbed current amplifier, which is based on the fact that the input lead is connected through the first protective circuit with the inverting input of the first operational amplifier, which is further connected through the first feedback circuit, the output of the first operational amplifier a control resistor, wherein the control resistor is further connected via a series resistor to the inverting input of the second operational amplifier, to the current source and through the second feedback circuit to the output of the second operational amplifier and to the second output terminal. the first protective circuit and the first feedback circuit are still coupled to the ground terminal, and that a second protective circuit is included between the inputs of the second operational amplifier.

Hlavní předností popisovaného zapojení ije, že spojité regulace zisku a podložené stejnosměrné složky napětí na druhé výstupní svorce jsou na soibě nezávislé. iDalší předností je rozišíření kmitočtového. pásma zesilovače tím, že -celkové zesílení je rozděleno do dvou stupňů, přičemž operační zesilovače pracují s-e silnějiší. .zápornou zpětnou vazbou než v případě jednostupňoyébo zesilovače. Měření proudu absorbovaných elektronů pomocí nulčikovéhio nebo jiného vhodného měřicího přístroje připojeného mezi pr.vní výstupní svorku a zemní Svorku je nezávislé na spojité regulaci zisku a nastavení podložené stejnosměrné složky napětí na druhé .výstupní svorce, ze které ise odebírá obrazový signál. Zesilovač je chráněn proti .výboji v mikrio-skopu i proti .přepětí na vstupu zesilovače ochranným obvodem. Předmostí je též jednoduchost zapojení a malé rozměry, ‘které umožňují-montáž zesilovače proudu absorbovaných elektronů .přímo na tubus mikroskopu v blízkosti .preparátu. Tím, že odpadá vstupní kabel se déle zvětšuje kmitočtový rozsah a odstraňuje se rušení, .které vznikalo při ohýbání a deformacích vstupního kabelu.The main advantage of the described circuit is that the continuous gain regulation and the underlying DC voltage component at the second output terminal are independent of the soib. i Another advantage is the frequency extension. The amplifier band is divided into two stages, whereby the operational amplifiers work more strongly. with negative feedback than a single stage amplifier. The measurement of the absorbed electron current by means of a zero or other suitable measuring instrument connected between the first output terminal and the ground terminal is independent of the continuous gain control and adjustment of the underlying DC voltage component on the second output terminal from which the video signal is taken. The amplifier is protected against discharges in the microscope and against overvoltage at the amplifier input by a protective circuit. The bridgehead is also the simplicity of the wiring and the small dimensions, which allow mounting of the amplifier of the absorbed electron current directly on the microscope tube near the preparation. By eliminating the input cable, the frequency range is increased for a longer time and the interference caused by bending and deforming the input cable is eliminated.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, kde je uveden příklad zapojení.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in greater detail in the accompanying drawing, in which:

Pozorovaný preparát nébo vhodný detektor je krátkým 'vodičem is malou kapacitou spojen přes vstupní, svonku 1 a přeis první .ochranný obvod 2 is iniveirtuijícím vstupem prvního 'operačního zesilovače 3 a is. privnlm zpětnovazebním členem 4, jehož druhý vývod je -Ispojen is ivýstupem .prvního operačního (zesilovače 3 a s první výstupní svorkou 5 pro¹ měření proudu .absorbovaných elektronů. Výstup prvního operačního 'zesilovače 3 je dále spojen přes regulační odpor 6 a přes sériový odpor 7 s invertujícím vstupem druhého operačního izesllowalče 8, ise zdrojem proudu 11, s druhým Ochranným Obvodem 12 a pres druhý zpětnovazební obivod -9 s výstupem druhého operačního .zesilovače 8 a s .druhou výstupní svorkou 10 pro obrazový signál. IZemní vývody prvního 'ochranného obvodu 2, prvního zpětnovazebního obvodu 4, druhého ochranného obvodu 12 a neinvertuijící Vstupy operačních zesilovačů 3 a 8 jisou spojeny se izemní svorkou 13.The specimen or suitable detector to be observed is connected by a short conductor with a small capacity via the input terminal 1 and over the first protection circuit 2 to the inactive input of the first operational amplifier 3 and is. privnlm feedback element 4, whose second terminal is -Ispojen ivýstupem .prvního operational (amplifier 3 and the first output terminal 5, for measuring the current ¹ .absorbovaných electrons. The output of the first operational 'amplifier 3 is further connected via a control resistor 6 and the resistor 7 via a serial with the inverting input of the second operational isolator 8, the current source 11, the second protective circuit 12 and the second feedback circuit -9 with the output of the second operational amplifier 8 and the second video output terminal 10. The ground terminals of the first protective circuit 2, the first feedback circuit 4, the second protective circuit 12, and the non-inverting inputs of the operational amplifiers 3 and 8 are connected to the ground terminal 13.

První a druhý operační (zesilovač 3 a 8 zesilují v celém obrazovém kmitočtovém pásmu, .přičemž první operační zesilovač 3 má navíc ještě vysoký vstupní odpor. iPirivní a druhý Ochranný obvod 2 a 12 chrání vstupy prvního la druhého operačního zeslllolvialče proti přepětí, přičemž jejich svodové pirouidy a kapacity znatelně neovllvňujjí přesnost měření anli kmitočtové vlastnosti .zesilovače proudu 'absorbovaných elektronů. P.riviní zpětnovazební obvod 4 umožňuje skokovou změnu 'Citlivosti a zároveň Obsahuje korekční členy rozšiřující kmitočtové pásmo prvního, operačního .zesilovače 3. Plynulá regulace zisku dru.hého (stupně ise provádí 'regulačním odporem 6, přičemiž rozsah regulace je omezen jeho maximální hodnotou a hodnotou sériového odporu 7. Proudový zdroj 11 se spojitě inastavjitelnou hodnotou výstupního proudu má velký výstupní odpor .v celém kmitočtovém' rozsahu, obrazového signálu.The first and second operational amplifiers (amplifiers 3 and 8 amplify over the entire video frequency band, with the first operational amplifier 3 additionally having a high input resistance. IPiractive and second protection circuits 2 and 12 protect the inputs of the first and second operational amplifiers Pirouids and capacities do not appreciably affect the measurement accuracy or frequency property of the absorbed electron current amplifier. The current source 11 with a continuously adjustable output current value has a large output resistance throughout the frequency range of the video signal. lu.

Zapojení pracujp následujícími způsobem. Proud absorbovaných elektronů v preparátu nebo proud z detektoru je přiveden na vstupní svorku 1 a je zesílen prvním zesilovacím stupněm, který je složen z prvního ochranného obvodu 2, prvního operačního zesitováče 3 a prvního zpětnovazebního obvodu 4. (Zesílený signáí se měří ručkovým nebo jiným přístrojem mezi první výstupní (svorkou 5 a zemní svorkou 13. Měřicí rozsah a tedy 1 citlivost se volí přepínáním členů ve zpětnovazebním obvodu 4. Obrazový signál se dále zefeilufle ve druhém stupni, který je složen z regulačního odporu 6, 'sériového odporu 7, zdroje proudu 11, druhého ochranného obvodu 12, .druhého operačního zesilovače 8 a druhého zpětnovazebního .obvodu 9. Zesílený obrazový signál se přivádí na druhou výstupní svorku 10, odkud ise vede ik 'monitorům. ..Plynulá regulace zisku drahého istupně a tedy i regulace kontrastu se provádí regulačním odporem 6. Regulace stejnosměrné složky napětí ve výstupním obrazovém 'signálu se provádí regulací proudu iz proudového (zdroje 11. 'Tímto způsobem ilze též kompenzovat vliv stejnosměrné složky v signálu na vstupní Svlorce 1.The wiring works as follows. The absorbed electron current in the specimen or current from the detector is applied to input terminal 1 and is amplified by a first amplification stage consisting of a first protective circuit 2, a first operational amplifier 3 and a first feedback circuit 4. (The amplified signal is measured by hand or other instrument) between the first output (terminal 5 and ground terminal 13. The measuring range and thus 1 sensitivity is selected by switching the members in the feedback circuit 4. The video signal is further zefeilufle in the second stage, which consists of a control resistor 6, series resistor 7, current source 11, the second protective circuit 12, the second operational amplifier 8 and the second feedback circuit 9. The amplified video signal is applied to the second output terminal 10, from where it also leads to the monitors. 6. Control of the DC voltage component the image in the output 'signal is performed from the current control of the current (source 11. & Ilze this way also to compensate the influence of the DC component in the signal at the input Svlorce first

Claims

SUBJECT

A labsorbed electron amplifier for scanning electron microscopes in particular, characterized in that the input terminal (1) is connected via the first protective circuit (2) to the inverting input of the first operational amplifier (3), which is further connected via the first feedback circuit (4) with output of first operational amplifier 1 (3), with first output terminal '(5) and with control resistor (6), while the control resistor (6) is connected via inverted input of second 'operational amplifiers [8],

OF THE INVENTION with a current source i (11) and through a second feedback circuit (9) with a second opamp output (8) and a second output terminal (10o), wherein the non-inverting op amp amplitudes (3) and (8) and ground the terminals of the first protective circuit (2) and the first 'feedback circuit' (4) are still connected to the ground terminal (13).

2. The circuit according to claim 1, characterized in that a second protective circuit 1 (0) 2) is wired through the inputs of the second amplifier (18).