JPH02309547A - 熱陰極型電離真空測定子の電子電流検出及びコレクタ電位の供給回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱陰極型電離真空測定子の電子電流検出及び
コレクタ電位を供給する回路に係り、特に、所望の大き
さのコレクタ電位を高精度で設定でき、かつ温度ドリフ
トが小さい熱陰極型電離真空測定子の電子電流検出及び
コレクタ電位の供給回路に係る。

（従来の技術） 熱陰極型電離真空測定子の測定原理を第４図を参照しな
がら説明すると次のようになる。

測定子１０を真空容器に接続して測定子内部を真空容器
と同圧にしたうえで、測定子のフィラメント１１を加熱
して、ここから放出される熱電子は電源８によって印加
されるフィラメント−グリッド間の電位差によって加速
される。加速された熱電子は、測定子中の残留ガスの分
子と衝突してイオンを発生させるが、このとき発生する
イオンの量は残留ガスの量と対応するので、これをコレ
クタ１３で集め、コレクタからの電流（イオン電流）を
増幅器２０で増幅して電流計２１で測定すれば、真空度
を測定することができる。

ところで、イオン電流の大きさは５１Ｍ定子内の残留ガ
スの量の他、フィラメントからの熱電子の量（電子電流
Ｉｓ）や、フィラメント−コレクタ間の電位差（コレク
タ電位Ｖｃ）にも大きく影響を受けるので、真空度の正
確な測定のためには、電子電流及びコレクタ電位の大き
さを高い精度で一定に保つことが必要となる。

従来の熱陰極型電離真空測定子の電子電流検出及びコレ
クタ電位の供給回路の一例は、第４図のフィラメント１
１以下に示すような構成となっている。

ここで、電子電流Ｉｅはフィラメント１１−ツェナーダ
イオードＺＤ、　　・ＺＤ、　・Ｚ　Ｄ　ｘ−抵抗Ｒｉ
の流路を通りアースに流れる。

抵抗Ｒ３の両端には、電子電流ＩｅとＲｉの積に等しい
電圧Ｖｉが生ずる。また、ツェナーダイオードＺＤ、〜
ＺＤ３の間には、一つのツェナーダイオードのツェナー
電圧Ｖｚの３倍の電圧が生ずる。これにより、フィラメ
ント１１の接地に対する電位は。

Ｖｃ＝Ｖｉ＋３Ｖｚ となる。

他方、Ｒｉ両端間の電圧Ｖｉは、比較手段２（ここでは
、電流を電圧に変換しているのて電圧値として比較され
る）に入力され、ここで設定電圧との比較がなされ１両
者の大小の信号が電圧制御手段３に入力される。

電圧制御手段３には、フィラメント用電源７が接続され
、前記比較結果により、電圧制御手段３の出力電圧を減
少・同一・増加して、フィラメント１１ｖＩ４端にフィ
ラメント電圧が印加される。

なお、フィラメント用電源７としては、直流・交流いず
れかが用いられるが、交流の場合は、電圧制御手段にお
いて位相を制御することによりフィラメントに印加され
る実効電圧が制御されることになる。

このようにして、電子電流は、上記のフィートハウク機
構により一定に制御されてＶｉが一定となり、徒ってＶ
ｃも一定となる。

（発明が解決しようとする課Ｍ） 上記従来の熱ｖｉ＆ｌ型電離真空測定子の電子電流検出
及びコレクタ電位の供給回路では、ツェナー電圧は素子
によって一定値しかとれないので、コレクタ電位を設定
する場合、ツェナーダイオードを複数直列接続してもと
びとびの債しか設定出来ず２特に測定子を規格の異なる
ものと取り替えられないといった問題があった。また、
ツェナーダイオードでは、端子間の電圧が一定となる電
流は限られており、電子電流の大きさが制限され、また
ツェナー電圧に対する温度ドリフトの影響も少なくない
といった問題もあった。

なお、上記回路において、ツェナーダイオードの代りに
単なる抵抗を用いることも可能であるが、この場合、抵
抗値の温度による変化があり、また電子電流をモニター
等のため他の回路に一部流れることもあり、この場合電
子ｔｙ？、の減少分がそのままコレクタ電位の変化とし
て現われるので問題がある。

（課通を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するため、従来のツェナーダ
イオードの代りにシャント・レギュレータを用いること
により、所望のコレクタ電位を高精度で設定可能とした
ものである。

（作用） シャント・レギュレータのアノード−リファレンス間に
接続される抵抗値をＲ４，リフプレンスーカソート間に
ｖｔ統される抵抗値をＲ２とすると２シヤント・レギュ
レータのアノード−カソード間の電圧Ｖｓは次のように
なる。

Ｖ　ｓ　＝　（１＋　Ｒ＊　／　ＲＩ）　Ｖ　ｉ＋ここ
でｖｌｌは、シャント・レギュレータ固有のレファレン
ス電圧である。

他方、電流測定手段による電位をＶｉとすれば、コレク
タ電位は。

Ｖ　ｃ　ｚ　Ｖ　ｓ　＋　Ｖ　ｉ となり、Ｒ，、Ｒ，の値を適当に選ぶことにより所望の
値とすることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図を用いて説
明する。

第１図は１請求項１の一実施例であり、電流測定手段と
してアースに接続された抵抗Ｒｉを用いである。ここで
、抵抗Ｒｉをシャント・レギュレータｌとフィラメント
１１の間に接続し、その両端の電圧を比較手段２に入力
しても勿論良く、この場合は請求項２の実施例となる。

シャント・レギュレータとしては１日本’ｔ９Ｌの、Ｐ
Ｃ１０９３やテキサス・インストウルメンツ社のＴＬ４
３１．ＴＬ４３２等がある。第３図にシャント・レギュ
レータの等価回路の一例を示すｆｆ５２図は１Ｍ求項ｌ
の一実施例であり、１！流測測定段として１才へアンプ
と抵抗を接続したものを用いである。ここで、電流測定
手段から比較手段への入力は、オペアンプのフィードバ
ックにより−Ｒｉ　Ｉ　ｅとなる。

本例におけるコレクタ電位Ｖｃは Ｖ　ｃ　＝　Ｖ　ｓ となり、電子電流検出抵抗に発生するＶｉは無視できる
ようになる。

本例でも、電流測定手段をシャント・レギュレータとフ
ィラメントの間に接続すれば請求項２の実施例となる。

試作機での実験結果によれば、シャント・レギュレータ
１段の構成で、コレクタ電位を２．５ｖ〜３５Ｖの広い
範囲で設定可能とすることができた。さらに高い電圧が
必要なときは、シャント・レギュレータを複数直列接続
すればよい。

（発明の効果） 本発明は１以上のように構成されているので、所望のコ
レクタ電位をシャント・レギュレータに接続する抵抗値
の変更により容易に設定でき、しかも広い範囲の電子電
流値において温度ドリフトの影響もなく一定のコレクタ
電位を保持できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本考案の実施例の回路図、第３図
は、シャント・レギュレータの等価回路図（日本電気株
式会社半導体応用技術木部編・産業用リニアＩＣデータ
ブック５７２ページから引用）、第４図は、従来の熟＃
極型電離真空測定計の回路図である。 ｌ、６．シャント・レギュレータ、２．、、比較手段、
３．、、電圧制御手段、４．５．、、抵抗、６．、、電
流測定手段、７．８．−、電源、ｌＯｌ、、測定子、１
１．　、　、フィラメント２１２０４、グリッド、１３
．、、コレクタ、２０．。 、増幅器、２１．、、電流計 代理人弁理士・弁護士　小　川　景　士第２図 第３図 ＲαΣ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フィラメント用電源（７）と、 前記フィラメント用電源に接続され、入力制御信号に応
   じて測定子のフィラメント両端に供給するフィラメント
   電圧を増加・減少・一定とするフィラメント電圧制御手
   段（３）と、 入力電流を設定電流値と比較して、前者が後者より大・
   等・小に応じてそれぞれ減少・一定・増加の制御信号を
   前記電圧制御手段に送る比較手段（２）と、 シャント・レギュレータ（１）と、 前記シャント・レギュレータのアノード端子とリファレ
   ンス端子とを接続する抵抗（４）と、前記シャント・レ
   ギュレータのカソード端子とリファレンス端子とを接続
   する抵抗（５）と、電子電流を測定して前記比較手段に
   電流信号を送る電流測定手段（６）とからなり、 前記シャント・レギュレータのカソード端子を測定子の
   フィラメントに接続し、前記シャント・レギュレータの
   アノード端子を前記電流測定手段に接続したことを特徴
   とする熱陰極型電離真空測定子の電子電流検出及びコレ
   クタ電位の供給回路。 ２、フィラメント用電源（７）と、 前記フィラメント用電源に接続され、入力制御信号に応
   じて測定子のフィラメント両端に供給するフィラメント
   電圧を増加・減少・一定とするフィラメント電圧制御手
   段（３）と、 入力電流信号を設定電流値と比較して、前者が後者より
   大・等・小に応じてそれぞれ減少・一定・増加の制御信
   号を前記電圧制御手段に送る比較手段（２）と、 シャント・レギュレータ（１）と、 前記シャント・レギュレータのアノード端子とリファレ
   ンス端子とを接続する抵抗（４）と、前記シャント・レ
   ギュレータのカソード端子とリファレンス端子とを接続
   する抵抗（５）と、電子電流を測定して前記比較手段に
   電流信号を送る電流測定手段（６）とからなり、 前記シャント・レギュレータのカソード端子と測定子の
   フィラメントの間に前記電流測定手段を接続したことを
   特徴とする熱陰極型電離真空測定子の電子電流検出及び
   コレクタ電位の供給回路。