CS208751B2 - Cathode construction - Google Patents

Description

Vynález se týká katodové konstrukce obsahující izolační substrát, termionickou katodu umístěnou k jedné straně alespoň jednoho povrchu izolačního substrátu a děrovanou elektrodou p.vo dosahování elektronové emise z katody. Vynález se týká zejména katodových konstrukcí s přímkovou katodou.

Katodové konstrukce jsou velmi dobře známy. V nejjednodušší formě konstrukce obsahuje katodu, to jest zdroj elektronů, a několik elektrod v odstupu od katody. Elektrody mají vhodné elektrické potenciály, tak aby řídily tok elektronů emitovaných katodou. Termionická katoda vyžaduje další konstrukce pro její ohřev na dostatečnou teplotu, aby docházelo k emisi elektronů.

Konvenční katodová konstrukce je popsána v patentu USA č. 3 772 554. U tohoto typu katodové konstrukce je použTo tří diskrétních katod a tohoto typu je rozsáhle používáno u barevných obrazovek. Přes toto rozsáhlé používání má tato konstrukce různé nevýhody, Jedním problémem je, že řídicí mřížka, to jest první mřížka před katodami, musí být pečlivě v zákrytu s každou katodou. Ale vlivem toho, že tato řídicí mřížka, obecně označovaná jako mřížka Gl, je volně postavena, je dosažení zákrytu velmi těžkým úkolem. Zákryt je dále ztížen skutečností, že tři katody, které jsou v elektronové trysce, samy neleží v jedné . rovině. Také teplo generované každou z katod může · být dostatečně veliké, takže ovlivní pečlivý zákryt tím, že způsobuje malý pohyb mřížky Gl vůči . jedné nebo několika katodám nebo jiným mřížkám.

Nevýhody obvyklých katodových konstrukcí jsou ještě vážně . ší, když ' je použito' dlouhého katodového ..zdroje. Například v případě přímkového zdroje elektronů, který . přesahuje vzdálenost tří diod, problémy se zákrytem a teplem se zvětšují. s délkou přímkového zdrOje. Takový přímkový zdroj by byl obzvláště žádoucí pro použití jako katoda ve velkoplošných katodoluminiscenČních zobrazovacích zařízeních. U jedné takové konstrukce by byl přímkový zdroj vhodný pro emitování elektronů selektivně podél jeho délky. To jest, katodový přímkový zdroj by fungoval jako několik diskrétních zdrojů, z nichž každý představuje malý úsek po délce přímkového zdroje. Elektrony emitované zdrojem by pak byly vedeny ke stínítku s fosforem, takže se vytvoří displej.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny u katodové konstrukce podle vynálezu, jejíž podstata. spočívá v tom, že na povrchu izolačního substrátu, jsou alespoň . dvě · diskrétní elektrodové podušky, katoda je uspořádána napříč k povrchu každé z elektrodových po208751 dušek v odstupu od něho a děrovaná elektroda je umístěna v odstupu od katody a elektrodových podušek.

Tělesným vytvořením katodové konstrukce podle vynálezu se dosáhne, že řídicí elektrodové podušky jsou pevně seřazeny vůči katodě. Tato katodová konstrukce je velmi vhodná pro použití jako zdroj elektronů u velkoplošných plochých katodoluminiscenčních zobrazovacích zařízení.

Příklady provedení katodové konstrukce podle vynálezu jsou zobrazeny na připojených výkresech, na nichž na obr. 1 je půdorysný pohled na jedno provedení katodové konstrukce podle vynálezu, na obr. 2 je řez podle čáry 2—2 na obr. 1, na obr. 3 je částečně otevřený perspektivní pohled, znázorňující katodovou konstrukci z obr. 1 a 2, na obr. 4 a 5 jsou schematická znázornění, ukazující rozložení elektrického potenciálu přítomného v katodové konstrukci podle vynálezu během dvoustavového provozu, na obr. 6 je perspektivní pohled, částečně otevřený, s modifikací katodové konstrukce, znázorněné na obr. 1 až 3, na obr. 7 je příčný řez katodovou konstrukcí z obr. 6 podél čáry 7—7, na obr. 8 je schematické znázornění elektronové kolimace dosahované katodovou konstrukcí podle obr. 6 a 7, na obr. 9 a 10 jsou perspektivní pohledy na části jiných modifikací katodové konstrukce podle vynálezu, na obr. 11 a 12 jsou modifikace děrované elektrody v katodové konstrukci podle vynálezu v půdorysném pohledu, na obr. 13 je jiné provedení katodové konstrukce podle vynálezu v příčném řezu, na obr.

je jedno provedení nepřímo žhavené katody, vhodné pro použití u katodové konstrukce podle vynálezu v příčném řezu, na obr. 15 je jiná modifikace katodové konstrukce z obr. 1 až 3 v perspektivním pohledu, částečně znázorněná otevřená, na obr. 16 je katodová konstrukce z obr. 15 v řezu podle čáry 16—16 a na obr. 17 a 18 jsou příklady elektrických propojení vhodných pro použití u katodových konstrukcí podle obr.

a 16 v řezu provedeném jak na obr. 16.

Na obr. 1 až 3 je znázorněno první provedení 10 katodové konstrukce podle vynálezu. První provedení 10 katodové konstrukce má elektricky izolační substrát 12, jako například křemen, v němž je dutina 14. Povrch na dně dutiny 14 je opatřen několika diskrétními elektrodovými poduškami 16. Je výhodné, když povrch 16a každé elektrodové podušky 16 je koplanární s povrchy 16a druhých elektrodových podušek 16. Každá elektrodová poduška 16 může být opatřena tantalovou vrstvou. Tloušťka tantalové vrsttvy není kritická, typické tloušťky jsou od 3000 A do 5000 A.

Vlákno katody 18 je zavěšeno v dutině 14 a je uspořádáno napříč к povrchům 16a elektrodových podušek 16, takže s různými elektrodovými poduškami 16 jsou sdruženy oddělené části po délce katody 18. Délka vlákna katody 18 je typicky řádu od asi 1 centimetru do asi 1 metru. Katoda 18 může být přímožhavená ve formě vlákna,j ako tungstenové tělísko, které bylo kataforézou pokryto emitujícím uhličitanem. Vhodný emitující uhličitan může obsahovat asi 13 % uhličitanu vápenatého (СаСОз), 31 % uhličitanu strontnatého (SrCO3) a 56 °/o uhličitanu barnatého (ВаСОз). Průměr vlákna katody 18 s emitujícím pláštěm měří asi 0,25 mm. Katoda 18 je udržována na svém místě v dutině 14 tím, že se působí silou na oba konce katody 18 pružinami 20. Pružiny 20 mohou být ze slitiny Haynes číslo 25 o průměru 100 ,am. Pružiny 20 mohou být předpjaty na tah 0,38 kg, čímž se vlákno 18 vystaví napětí 470 MPa.

V odstupu od katody 18 je umístěna elektroda 22, v níž je otvor 24, přičemž katoda 18 je uzavřena mezi elektrodovými poduškami 16 a děrovanou elektrodou 22. Otvor 24 děrované elektrody 22 je proveden jako jediná štěrbina. Děrovaná elektroda 22 může být z jakéhokoliv dobře elektricky vodivého materiálu, který může být patřičně zpracován. Například jedna taková elektroda 22 s otvorem 24 může být z poniklované beryliové mědi. Co se týče vzájemných vztahů, poměr odstupu mezi elektrodou 22 s otvorem 24 a katodou 18 к odstupu mezi katodou 18 a elektrodovými poduškami 16 činí typicky nejméně 10 : 1. Například u jednoho provedení činí vzdálenost mezi katodou 18 a elektrodovými poduškami 16 100+25 a vzdálenost mezi katodou 18 a elektrodou 22 s otvorem 24 2500+^m.

Při provozu katodové konstrukce 10 je katoda 18 udržována na zvýšené teplotě, například 760 °C, čímž dochází к emisi elektronů. Když je požadováno vysílání elektronů otvorem 24, jsou katoda 18 a elektrodové podušky 16 udržovány na zemním napětí, dále definovaném jako 0 voltů, zatímco elektroda 22 s otvorem 24 je udržována na hodnotách v rozsahu od asi +10 voltů stejnosměrných do asi +100 voltů stejnosměrných v závislosti na specifických rozměrech a na požadované úrovni maximální emise. Za těchto podmínek teče elektrodou 22 s otvorem 24 po celé délce katody 18 proud. To se uvažuje jako stav katody 18 „zapnutý“. Vysílání elektronů otvorem 24 elektrody 22 může být jednoduše řízeno změnou elektrického potenciálu na jedné nebo několika elektrodových poduškách 16, to jest tím, že se elektrodové podušky 16 učiní zápornějšími vůči katodě 18. Například při děrované elektrodě 22 pod napětím +100 voltů stejnosměrných elektrodová poduška 16 na asi —90 voltech stejnosměrných způsobí, že elektrony emitované na katodě 18 jsou tam zachycovány. To je pokládáno za stadium katody 18 „vypnuté“. Obecně je zánikové napětí velikosti stejného řádu jako napětí přiložené na děrovanou katodu 22. Působení elektrodových podušek 16 při řízení katody je takové, že elektrodové podušky 16 lze také nazývat řídicími poduškami 16.

U katodové konstrukce 10 je každá poduška 16 na svém pevném místě vůči katodě 18, takže řízení nahoře popsané může být dosaženo vhodným přikládáním žádaného elektrického potenciálu na jednu nebo několik řídicích podušek 16. V důsledku toho katoda 18, to jest její souvislé vlákno, je efektivně přeměněna na více malých katod, z nichž každá je řízena jedinou řídicí poduškou 16 s ní sdruženou. Řídicí podušky 16 mohou být vytvořeny fotolitograficky a jsou umístěny na tepelně stálém izolačním substrátě, takže lze snadno dosáhnout jejich seřazení vůči celé katodě 18 a/nebo . otvoru 24. V důsledku toho jsou řídicí podušky 16 rovněž seřazeny vůči každé malé katodě, pojaté do katody 18. U této konstrukce je důležité poznamenat, že řídicí podušky 16, které jsou znázorněny jako umístěné v pozadí katody 18 fungují jako ekvivalent obvyklé řídicí mřížky, která je typicky umístěna před katodou. To jest, řídicí mřížka v obvyklé elektronové trysce i řídicí podušky 16 v konstrukci podle vynálezu, řídí tok elektronů z katody. Ale je zde význačný rozdíl. Katodová konstrukce znázorněná na obr. 1 až 3 značně minimalizuje problémy se seřazením, které jsou vlastní obvyklým katodovým konstrukcím.

Také by mělo být nyní poznamenáno, že řízení dříve popsané je dosti neočekávané, to . jest, u katodové konstrukce podle tohoto vynálezu zvětšení záporného potenciálu, na elektrodě umístěné za katodou, způsobuje snížení otvorového proudu. Obecně očekávaným výsledkem by bylo, že zvýšení záporného potenciálu, na elektrodě umístěné za. katodou, by způsobilo zvýšení otvorového proudu vlivem toho, že elektrony emTorované katodou jsou odpuzovány záporným potenciálem elektrody.

Toto neočekávané chování při řízení u katodové konstrukce podle vynálezu může být vysvětleno pomocí rozložení elektrického potenciálu zde přítomného. Toto rozložení elektrického potenciálu je znázorněno schematicky na obr. 4 a 5 s použitím pryžového modelu. Diskuse o použití pryžového modelu pro zobrazení rozložení potenciálu je obsažena v Electron Optics and the Electron Microscope, Zworykin a jiní, John Wiley, Nový York, strany 418 až 442 (1945).

Na obr. 4 lze vidět, že ve stavu „zapnuto“ s katodou a řídicími poduškami na zemním potenciálu (0 voltůj, je rozložení elektrického potenciálu takové, že elektrony emitované na katodě jsou přitahovány k elektrodě s otvorem a pak jí procházejí. Ale na obr. 5 lze vidět, že ve stavu „vypnuto“ s řídicí poduškou dostatečně zápornou vůči katodě (-5 V stejnoměrných), je rozložení elektrického potenciálu takové, že elektrony emitované na katodě jsou obklopeny potenciálovou jámou. . Potenciálová jáma je dostačující velikosti, aby elektronům emitovaným na katodě bylo značně bráněno opustit katodu. Nutno poznamenat, že existuje podmínka, která musí být splněna, aby mohlo dojít k nahoře popsanému stavu „vypnuto“. Nezbytnou podmínkou je, aby katoda při nulovém potenciálu byla umístěna dostatečně blízko řídicí podušky se záporným předpětím, tak aby prostorová oblast, v níž je umístěna, byla jinak zápornou, kdyby zde katoda nebyla. Je-li tato podmínka splněna, řídicí poduška se záporným předpětím vyvolává potenciálové minimum umístěné kolem katody, která je udržována na zemním potenciálu, to jest 0 V stejnosměrných. Tedy tak dlouho, jak je tato podmínka plněna, může být odstup mezi prvky a napětí libovolně měněno, přičemž se zachovávají dříve popsané stavy „vypnuto“ a „zapnuto“.

Katodová konstrukce podle vynálezu dovoluje, aby bylo dosaženo modulace přídavně k základnějším stavům „zapnuto“ a „vypnuto“. Například řízení šířkou impulsů je jedním vhodným prostředkem pro měnění množství elektrického náboje, který prochází děrovanou elektrodou. Při řízení šířkou impulsů se doby stavu katody „zapnuto“ mění v souhlase s požadovanou změnou náboje. U této formy řízení náboje zvětšování doby stavu „zapnuto“ zvětšuje množství náboje, který prochází děrovanou elektrodou. Opačně snižování doby stavu katody „vypnuto snižuje náboj, který prochází děrovanou elektrodou. Budiž poznamenáno, že emise stavu „zapnuto“ je zcela Jednotná, vzhledem k jednotnému odstupu katody od otvoru a jevu prostorového náboje.

Na obr. 6 a 7 je znázorněna modifikace dříve popsané katodové konstrukce. Konstrukce je v podstatě stejná jako konstrukce dříve popsaná vyjma toho, že . obsahuje dvě paralelní filtrové desky 26 v odstupu od sebe. Filtrové desky 26 jsou umístěny na stěnách dutiny 14 a mají povrchy 26a, které mají ortogonální vztah k povrchu 16a řídicích podušek 16 a vztah rovnoběžnosti s podélnou osou katody 18.

U jednoho výhodného provedení filtrové desky mohou být ze stejného materiálu jako řídicí podušky 16. Při provoze konstrukce, znázorněné na obr. 6 a 7., filtrové desky 26 mohou být udržovány na slabě kladném potenciálu, například +5 voltů stejnosměrných proti zemnímu potenciálu (0 voltů) katody 18. Při těchto pracovních parametrech filtrové desky 26 slouží k odstranění nekolimovaných eletronů (e_n~) z děrované elektrody 22, jak znázorněno schematicky na obr. 8. Alternativně filtrové desky mohou být provozovány se záporným potenciálem, čímž se zvětší ohnisko elektronového svazku děrovanou elektrodou (neznázorněnou).

Budiž podotknuto, že napětí ' na filtrových deskách 26 může mýt nastaveno, tak, aby se dosáhlo specifického ohniska nebo kolimace vytaženého svazku elektronů. Toto řízení může být užitečné při přizpůsobování katodové konstrukce konstrukci použité pro vedení elektronů k zobrazovacímu stínítku.

Nutno uvést, že u dříve popsaných katodových konstrukcí, znázorněných na obr. 6 a 7, vysoká aktivace katody a provozní teploty 1100 °C a 760 °C vyžadují pečlivý výběr filtrové desky a materiálu substrátu. Také z důvodů dále diskutovaných pro zlepšení práce katody je žádoucí, aby elektrický měrný odpor filtrových desek byl nízký, to jest kolem 64,516 ohmů na čtvereční milimetr. Ačkoliv, jak dříve konstatováno, pro řídicí podušky může být použito tantalu, takový materiál, je-li použit pro filtrové desky, nemusí mít za výsledek optimální výkon katody vlivem jeho poměrně vysokého elektrického měrného odporu.

Jeden materiál filtrové desky, který vykazuje výhodný nízký elektrický měrný odpor a teplotní slučitelnost, má tantalovou vrstvu silnou 2500 A, použitou jako nárazníkovou vrstvu, na níž je vodivý materiál obsahující 95 % molybdenu a 5 % steatitu. Vodivý materiál je žíhán při 1300 °C v tvářecí plynové atmosféře, nasycené 10 % vody. Výsledná vodivá vrstva má měrný odpor asi 64,516 ohmů na čtvereční milimetr.

U katodové konstruce podle vynálezu je obecně žádoucí, aby se udrželo řízení katody každou z diskrétních řídicích podušek, zajistit, aby ' žádné usazeniny z emitující katody nevytvářely vodivé cesty mezi sousedními řídícími elektrodovými poduškami. Tyto napařené usazeniny se všeobecně vytvářejí při provozu kysličníkových katod.

Jedním prostředkem pro zabránění tomu, aby se tvořily . tyto vodivé cesty, je vytvoření drážek 28 v povrchu ' substrátu · mezi sousedními řídícími poduškami 16, jak znázorněno na obr. 9. . Drážky 28 tvoří diskontinuity mezi sousedními elekrodovými · poduškami 16. Výhodné jsou drážky 28· se stěnami 28a v pravém úhlu k povrchům · 16a elektrodových podušek 16, protože takové drážky silně brání vytváření vodivých cest mezi sousedními elektrodovými poduškami. Bylo shledáno, že všeobecně vyhovují drážky 28, jejichž hloubka je řádu od 0,13 do 0,25 mm.

V některých případech dochází k nežádoucí interakcí sousedními svazečky elektronů, vytvářenými elektrodovými poduškami 16 podél katody. Tato nežádoucí interakce vzniká vlivem elektrického potenciálu jedné elektrodové podušky, ovlivňující oblast sousední elektrodové podušky. Jedním prostředkem pro redukování této nežádoucí interakce je umístění izolačních elektrod 30 mezi elektrodovými poduškami 16, jak je znázorněno na obr. 10.

Je výhodné zapustit elektrodové podušky 16 vůči izolačním elektrodám 30, aby se zabránilo tomu, aby se vytvářely zkraty mezi izolačními elektrodami 30 a elektrodovými poduškami 16. V důsledku zapuštění jsou izolační podušky 30 blíže katodě (nenaznačené) než elektrodové podušky 16.

Při provozu konstrukce, znázorněné na obr. 10, mají izolační elektrody 30 záporné předpětí vůči katodě, například —30 V stejnosměrných, čímž jsou vtroušeny bariérové oblasti záporného potenciálu po délce katody. Tento záporný potenciál je superponován na potenciálu, který obklopuje katodu, takže čistý potenciál je transformován ' do střídajících se segmentů vyšší a nižší intezity pole po délce katody.

Tímto způsobem jsou elektrodové podušky 16 účinně navzájem izolovány oblastmi přibližně konstantní intenzity pole, vytvářenými izolačními elektrodami 30. Tyto střídající se segmenty záporného potenciálu pó délce katody slouží k odstranění vazby mezi sousedními svazečky elektronů, které jsou extrahovány z katody.

Navíc, ač děrovaná elektroda 22 je znázorněna s jedním otvorem 24, vytvořeným jako plynulá štěrbina, jsou možné modifikace. U každé modifikace · však je nezbytné, aby · děrovaná elektroda ' byla schopna vytvářet vhodné rozložení potenciálu vůči katodě, takže může nastat extrakce elektronů. Například děrovaná elektroda 22 může mít více, v podstatě kolineárních otvorů 24, ·jak znázorněno na obr. 11. Nebo děrovaná elektroda může být tvořena několika dráty, jak znázorněno na obr. 12. Nuže, děrovaná elektroda může mít formu kteréhokoliv elektricky vodivého materiálu majícího . otvory, jimiž mohou procházet elektrony.

Ač dříve popsaná katodová konstrukce měla elektrické podušky, které byly umístěny bočně ke katodě mimo děrovanou elektrxlu ‘(obr. 1 až 3, 6 a 7), jsou také možné modifikace. Ale u každé modifikace je nezbytné, aby relativní odstup a orientace prvků byly takové, aby elektrodové podušky byly schopny vytvářet potenciálovou jámu kolem katody. Například u katodové konstrukce znázorněné na obr. 13 jsou elektrodové podušky 16 umístěny k jedné straně katody 18, ale blíže k děrované katodě 22.

Aby . se docílil v podstatě jednotný proud po délce katody u dříve popsaných konstrukcí, je nezbytné, aby potenciálový rozdíl mezi katodou a děrovanou elektrodou byl v podstatě jednotný po délce katody. Ale protože, jak dříve popsáno, katoda je zahřívána tím, že jí prochází proud, objevuje se potenciálový gradient napříč délky katody. Tento potenciálový gradient je nežádoucí, protože mění hodnotu extrakce potenciálu podél přímkové katody a proto velikost extrahovaného proudu.

Napěťový . gradient, který se objevuje napříč délky katody, může být eliminován použitím filtrových desek nahoře popsaných jako topných prvků. To je možné proto, že dutina substrátu je obklopena elektrodovými poduškami a. děrovanou elektrodou takovým způsobem, že funguje jako · účinná pec.

Jiným přístupem k problému napěťového gradientu žhavicího vlákna, který se jeví napříč délky katody, je použití nepřímožha208751 vené katody o malém katodovém odporu. Taková konstrukce 31 může obsahovat ' žhavicí prvek 32, jako wolframový drát, koncentricky obalený tělesem 34 z izolačního materiálu, jak znázorněno na obr. 14. Těleso 34 z izolačního materiálu je obaleno vodivým tělesem 36, které je opět obaleno vrstvou 38 emitujícího materiálu.

Vodivé těleso 36 funguje jako prostředek pro vytvoření žádaného elektrického potenciálu pro nepřímo žhavenou katodu. Napěťový gradient, který se objevuje napříč délky žhavicího prvku 32, je izolován od emitujícího povrchu katody izolačním tělesem 34. Nepřímožhavená přímková katoda 31 může pak být považována za fungující jako přímožhavená katoda, vyjma toho, že vykazuje v podstatě konstantní napětí podél své délky.

Jak dosud popsáno stran katodové konstrukce podle vynálezu, kde elektrodové podušky 16 jsou umístěny za katodou (obr. 1 až 3] nebo k jedné straně katody (obr. 13j, je velikost napětí potřebného pro dosažení bodu zániku silně funkcí průměru katody. Přesněji, čím větší je průměr katody, tím je větší požadované napětí bodu zániku.

U některých aplikací tento pevný vztah mezi průměrem katody a napětím bodu zániku může být nežádoucím.

Jedna variace katodové konstrukce 110, která minimalizuje závislost napětí bodu zániku na průměru katody, je zobrazena na obr. 15 a 16. Katodové! konstrukce 110 může mlt všechny prvky dříve popsaných katodových konstrukcí podle obr. 1 až 3, ale je zde několik změn. Nejdůležitější změna se týká počtu a umístění elektrodových podušek 16.

U tohoto provedení přímková katoda 18 je mezi dvěma soustavami elektrodových podušek 116, přičemž elektrodové podušky 116 každé soustavy jsou umístěny proti sobě. Jak u dřívějších provedení, jsou oddělené části přímkové katody 18 sdruženy s různými proti sobě ležícími dvojicemi elektrodových podušek 116. Každá z elektrodových podušek 116 má dvojici koncových částí 116e, které leží mimo obvod katody 18. Je výhodné umístit za katodu 18 vodivou zadní desku 120, aby se zajistilo, aby elektrický potenciál v oblasti za katodou byl dobře definován.

Na obr. 17 a 18 jsou znázorněny příklady elektrického spojení použitelného u katodové konstrukce podle vynálezu. Nutno uvést, že je výhodné pro každou protilehlou dvojici elektrodových podušek 116, aby byly elektricky navzájem spojeny, z důvodů dále pro10 diskutovávaných ve spojení s funkcí katodové konstrukce.

Na obr. 17 je katodová konstrukce opatřena průchodkovou kontaktní svorkou, která prochází substrátem 12 a jé ve styku s jednotlivými elektrodovými poduškami 116. Průchodkové kontaktní svůrky 122 mají části 122a, které vedou kf -společné vstupní svorce 122b. Na obr. 18 izolační substráty 212 a 214, ' ležící v odstupu proti sobě, mají proti sobě v odstupu ležící izolační povrchy 212a a 214a, na nich jsou umístěny elektrodové podušky 116. Třetí izolační substrát 216 je umístěn mezi substráty 212 a 214, ležícími proti sobě a kolmo k nim. Třetí substrát 216 má povrch 216a, na němž je vodivá zadní deska 120. U této konstrukce ' jsou ' kontaktní svorky 218 připojeny k částem 116a elektrodových podušek, které leží za katodou 18.

Při provozu katodové konstrukce 100 na obr. 15 a 16 přikládají se modulační potenciály na oddělené dvojice protilehlých elektrodových podušek 116 podle požadovaného výstupu katody. Všimněte si, žé to jé poněkud odchylné od dřivě popsané kátodové konstrukce, u níž modulační potenciály byly přikládány na jednotlivé elektrodové podušky. Vlivem skutečnosti, že katoda 18 na obr. 15 a 16 je obklopena elektrodovými poduškami 116, je pro dosažení bodu zániku třeba u srovnatelného průměru katody poměrně menších napětí ve srovnání s dříve popsanou katodovou konstrukcí podle obr. 1 až 3. Tato - situace je žádoucí z různých důvodů. Jedním důvodem je, že snížená ’ závislost napětí bodu zániku na průměru katody umožňuje použití katod větších průměrů, které vyžadují nižší hustotu emisního proudu a proto vykazují delší životnost katody pro danou aplikaci. Také použití katody o větším průměru má za následek nižší odpor katody a proto snížený potenciálový gradient způsobovaný napětím . žhavicího vlákna u přímožhavené katody.

Nutno si všimnout, že katodové konstrukce znázorněné na obr. 16 až 18 mohou být měněny. Mezi modifikacemi je i ' provedení s elektrodovými poduškami, ležícími jen za jednou stranou katody, to jest stranou extrakce. Mezi modifikacemi ínohou být variace dříve popsané v souvislosti s katodovou konstrukcí podle obr. 1 až 3, 9 až 12 a 14. Například, jak dříve prodiskutováno, děrovaná elektroda 22 může být volně měněna a dokonce vyloučena, pokud je použito nějakého prostředku pro dosažení elektronové emise z katody.

Claims (8)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Katodová konstrukce obsahující izolační substrát, termionickou katodu umístěnou к jedné straně alespoň jednoho povrchu izolačního substrátu a děrovanou elektrodu pro dosahování elektronové emise z katody, vyznačující se tím, že na povrchu [212a, 214a) izolačního substrátu (12, 212, 214) jsou alespoň dvě diskrétní elektrodové podušky (16, 116), katoda (18, 31) je uspořádána napříč к povrchu (16a) každé z elektrodových podušek (16, 116) v odstupu od něho a děrovaná elektroda (22, 22a) je umístěna v odstupu od katody (18, 31) a elektrodových podušek (16, 116).
2. 2. Katodová konstrukce podle bodu 1, vyznačující se tím, že katoda (18, 31) je lineární mezi děrovanou elektrodou (22, 22a) a elektrodovými poduškami (16, 116).
3. 3. Katodová konstrukce podle bodu 2, vyznačující se tím, že poměr odstupu mezi děrovanou elektrodou (22, 22a) a katodou (18, 31) a odstupu mezi katodou (18, 31) a elektrodovými poduškami (16, 116) činí nejméně kolem 10: 1.
4. 4. Katodová konstrukce podle bodu 2, vyznačující se tím, že sousedící elektrodové podušky (16, 116) jsou navzájem elektricky odizolovány.
5. 5. Katodová konstrukce podle bodu 2, vyznačující se tím, že mezi sousedními elektrodovými poduškami (16) je uspořádána alespoň jedna izolační elektroda (30).
6. 6. Katodová konstrukce podle bodu 2, vyznačující se tím, že je opatřena alespoň dvěma filtrovými deskami (26) v odstupu od sebe, přičemž každá filtrová deska (26) má alespoň jeden povrch (26a), který leží kolmo к povrchům (16a) elektrodových podušek (16) a rovnoběžně s podélnou osou lineární katody (18, 31) a filtrové desky (26) jsou uspořádány mezi katodou (18, 31) a děrovanou elektrodou (24).
7. 7. Katodová konstrukce podle bodu 6, vyznačující se tím, že filtrové desky (26) jsou uspořádány na izolačním substrátu (12).
8. 8. Katodová konstrukce podle bodu 7, vyznačující se tím, že izolační substrát (12) obsahuje křemen, filtrové desky (26) mají nárazníkovou vrstvu z tantalu a na nárazníkové vrstvě je vodivá vrstva z molybdenu a steatitu.