KR100264917B1 - 출력 제어가 가능한 삼극관형 대전류 전자총 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 음극과 양극으로 이뤄진 이극관형 전자총과는 달리 음극과 양극 사이에 조절 전극(modulating electrode)을 둔 출력 삼극관형 전자총 및 그 구조와 전자빔 출력 및 전자빔 모양의 조절할 수 있도록 한 출력 제어가 가능한 삼극관형 대전류 전자총 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 삼극관형 전자총은 전자총 외부의 집속 렌즈나 교정 자석등을 사용하지 않고도 조절 전극의 전압을 변화시켜 전자빔의 전류와 모양을 쉽고 간단하게 조절할 수 있고, 하나의 전원 장치로 전자빔을 펄스 또는 연속으로 쉽게 인출할 수 있다. 또한 하나의 세라믹판에 필라멘트, 음극, 조절 전극등을 설치하고 세라믹판을 양극에 고정시켜 전자총 전체를 하나의 완성품이 되면서도 개개의 부품이 분해, 교체될 수 있도록 함으로써, 시스템의 구조를 간단히 하면서도 유지, 보수가 용이하도록 한 것이다.

Description

출력 제어가 가능한 삼극관형 대전류 전자총 및 그 제어 방법(power-controllable high-current triode electron gun and controlling method thereof)

본 발명은 삼극관형 대전류 전자총에 관한 것으로서, 특히 금속판을 고온으로 가열할 때 발생하는 열전자를 음극과 양극에 고전압을 인가하여 빔의 형태로 인출하고, 음극과 양극 사이에 설치된 조절 전극을 이용하여 발생하는 전자빔의 전류량과 전자빔의 크기 및 공간 분포등의 형상을 조절하게 하고 하나의 전원 장치로 전자빔을 펄스 형태로 또는 연속으로 발생하여 전자빔의 전류와 모양을 조절할 수 있도록 한 출력 제어가 가능한 대전류 전자총 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전자총은 특히 텔레비젼 수상기, 모니터등에 이용되는 것으로, 전류가 수 mA 이하로 낮은 저출력 전자총들이 대부분이다.

삼극관형 전자총은 음극과 양극 사이에 또 다른 전극을 설치하여 전자빔의 출력이나 펄스 동작을 가능하게 하는 전자총을 일컫는다. 종래에 개발된 삼극관형은 미국 Varian Eimac이나 미국 EEV(첨부자료 1-1)등에서 개발된 것과 같이 음극앞에 금속망인 그리드(grid)를 설치한 방식이다.

전자빔의 출력이란 전자빔의 에너지와 인출 전류를 곱한 값에 의해 결정된다. 종래 개발된 전자총에서 전자빔의 출력을 변화시킬 경우 다음과 같은 방법을 이용한다. 첫째 그리드를 사용한 삼극관형 전자총의 경우에는 그리드 전압을 바꿈으로써 전자빔의 전류를 바꾼다. 둘째 음극과 양극만으로 이루어진 종래의 이극관형 전자총의 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 집속 전극(focusing electrode)의 전압을 조정하거나 음극의 온도를 조절하여 전자빔의 전류를 바꾸는 방법과 전자총을 빠르게 온/오프시키되 온/오프 주파수를 조절함으로써 전자빔의 출력을 조절한다.

한편, 전자빔 가속기나 X-선 발생 장치등에서는 전자빔을 원하는 짧은 시간 동안만 발생시켜야 할 경우가 있다. 이때 이극관형 전자총의 경우에는 음극과 양극간에 연결된 전자총의 전원 장치를 온/오프시켜야 하고 종래의 삼극관형 전자총의 경우 그리드에 펄스 전압을 인가해야 한다.

또한, 종래의 전자총에서는 전자빔의 크기나 공간적인 분포등을 조절하기 위해서는 전자총 뒷단에 전기장이나 자기장을 발생하는 도 1에 도시된 집속 렌즈나 편향 자석 등의 외부 장치 및 구동 전원 장치가 필요하다. 따라서 시스템이 복잡해지고 고비용의 전원 장치들이 필요하다.

한편, 대출력의 전자빔을 얻기 위해서는 전극들간에 10,000 볼트 이상의 고전압을 인가해야 한다. 전자총을 안정적으로 동작시키기 위해서는 고전압으로 인해 전극들간의 단락을 방지하는 전기 절연 구조체가 필요하다. 기존 전자총의 경우 원통형의 세라믹 튜브를 쓰거나, 고전압 연결기(feedthrough)가 필요하였다. 이 경우 세라믹과 전극을 연결하는 금속간에는 고온에 견디고 진공 유지를 위해 특별히 접합(brazing)되어져야 한다. 이 금속, 세라믹 접합체는 가격이 비싸고 구하기가 용이하지 않으며, 제작되는 형태가 다양하지 않아 새로운 형태의 전자총을 설계하고자 할 경우 제약이 따르는 문제점이 있다.

또한, 음극과 양극만으로 이루어진 이극관형 전자총의 경우 전자빔의 출력을 조정하기 위해서 집속 전극의 전압을 변경시키면 전자빔의 질이 떨어지게 된다. 또한 이극관형 전자총을 펄스로 운전하려면 음극과 양극간에 인가된 고전압을 온/오프시킬 수 있는 대용량의 전기 스위치가 필요하다. 대용량 전기 스위치를 사용하는 경우, 가격이 비싸고 고전압의 상승 시간과 하강 시간 동안에 원치 않는 전자빔이 발생하여 손실되어 버린다. 이 손실되는 전자빔은 시스템의 구성 요소를 손상시키거나 기생적인 X-ray를 발생시킨다.

그리드를 사용하는 삼극관형 전자총의 경우, 전자가 그리드 금속망을 때리게 되어 금속망의 수명이 짧고 열로인한 처짐 때문에 전자빔의 질(quality)이 떨어지게 된다. 더불어 금속망에서 손실되는 전자빔에 해당하는 전류만큼 펄스 전원 장치에서 공급해 주어야한다는 단점이 있다. 이 경우 필요에 따라 전자총을 펄스 또는 연속적으로 운전하기 위해서는 각각 다른 두 종류의 전원 장치가 필요하게 되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 음극과 양극 사이에 별도의 조절 전극(modulating electrode)을 형성하여 전자총 외부의 집속 렌즈나 편향 자석등을 사용하지 않고도 조절 전극의 전압을 변화시켜 전자빔의 전류와 모양을 간단하게 조절할 수 있고, 하나의 전원 장치로 전자빔을 펄스 또는 연속으로 쉽게 인출하며, 하나의 세라믹판에 필라멘트, 음극, 조절 전극등을 설치하고 세라믹판을 양극에 고정시켜 전자총 전체를 하나의 완성품으로 구성하여 부품의 분해, 교체등의 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 한 출력 제어가 가능한 삼극관형 대전류 전자총 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 이극관형 전자총에서의 전자빔 모양 변화에 대한 동작 원리도.

도 2는 본 발명에 따른 삼극관형 대전류 전자총에 대한 구조도.

도 3은 본 발명에 따른 삼극관형 대전류 전자총의 출력 제어 동작 원리도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 조절 전극 2 : 집속 전극

3 : 필라멘트 지지대 4 : 필라멘트

5 : 음극 6 : 음극 카트리지

7 : 음극 지지대 8 : 축방향 열차폐막

9 : 세라믹 바닥판 9a : 홈

10 : 양극 11 : 전기 연결부

12 : 전자빔 인출 전원부 13 : 필라멘트 가열 전원부

14 : 음극 가열 전원부 15 : 조절 전극 전원부

16 : 대출력 전자빔

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전자를 방출하는 음극(5)과 음극(5)으로부터 양극(10)으로 방출되는 전자빔을 집속하는 집속 전극(2)을 구비한 전자총에 있어서, 상기 집속 전극(2)과 양극(10) 사이에 전자빔의 모양을 조절하는 조절 전극(1)과, 조절 전극(1)과 집속 전극(2) 사이에 전자빔의 모양 조절을 위한 전원을 공급하는 전자빔 조절 전극 전원부(15)를 더 연결하여 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 음극(5)으로부터 양극(10)으로 방출되는 전자빔을 집속하는 집속 전극(2)을 구비하고, 집속 전극(2)과 양극(10) 사이에 전자빔의 모양을 조절하는 조절 전극(1)을 구비한 삼극관형 대전류 전자총의 구조로서, 원판형의 세라믹판(9)에 볼트 결합되며 필라멘트(4)의 두 전극을 각각 지지하는 필라멘트 지지대(3)와, 두 개의 필라멘트 지지대(3)를 중간에서 상호 연결하여 필라멘트(4)의 열을 차폐하는 축방향 열차폐막(8)과, 음극 카트리지(6)에 삽입 고정된 원통형의 음극(5)과, 상기 세라믹판(9)에 볼트 결합되며, 상기 음극(5)이 고정된 음극 카트리지(6)를 상기 필라멘트 지지대(3)의 외부에서 지지하고 상기 필라멘트(4)의 열을 차폐하는 음극 지지대(7)와, 상기 세라믹판(9)에 상기 음극 지지대(7)와 같이 볼트 결합되며, 음극 지지대(7)의 외부에서부터 전자빔의 출력 방향으로 형성되어 전자 빔을 집속하는 집속 전극(2)과, 상기 세라믹판(9)에 볼트 결합되며, 전자빔의 출력 방향으로 상기 집속 전극(2) 후단에 형성된 조절 전극(1)과, 상기 세라믹판(9)의 외주부위에 볼트 결합되며, 전자빔의 출력 방향으로 조절 전극(1) 후단에 형성된 양극(10)을 포함하여 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 집속 전극(2)과 양극(10) 사이에 전자빔을 인출하기 위한 전원을 공급하는 전자빔 인출 전원부(12)와, 필라멘트(4)의 두 필라멘트 지지대(3)간에 필라멘트 가열을 위한 전원을 공급하는 필라멘트 가열 전원부(13)와, 집속 전극(2)과 일측 필라멘트 지지대(3) 사이에 음극 가열을 위한 전원을 공급하는 음극 가열 전원부(14)와, 조절 전극(1)과 집속 전극(2) 사이에 전자빔의 조절을 위한 전원을 공급하는 전자빔 조절 전극 전원부(15)를 연결하기 위한 전기 연결부(11)를 상기 세라믹판(9)의 배면에 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 음극(5)으로부터 양극(10)으로 방출되는 전자빔을 집속하는 집속 전극(2)을 구비하고, 집속 전극(2)과 양극(10) 사이에 전자빔의 모양을 조절하는 조절 전극(1)을 구비한 삼극관형 대전류 전자총에서의 전자빔 출력 제어 방법으로서, 출력 전자빔의 인출 전류를 증가시키기 위하여 조절 전극(1)의 전압을 음극(5) 전압보다 높게 유지하는 단계와, 출력 전자빔의 인출 전류를 감소시키기 위하여 조절 전극(1)의 전압을 음극(5) 전압과 비슷하게 공급하는 단계와, 출력 전자빔을 펄스 운전하기 위하여 조절 전극(1)의 전압을 음극(5)보다 낮게 계속 유지하여 전자빔 인출을 계속 중지시키다가 소정 시간 동안만 음극(5)보다 높은 전압을 조절 전극(1)에 인가하여 그 순간만 전자빔이 인출되도록 반복하는 단계와, 출력 전자빔을 집속시켜서 그 크기를 줄이기 위해서 조절 전극(1)과 양극(10)간의 전기장이 음극(5)과 조절 전극(1)간의 전기장 보다 더 크도록 유지하는 단계와, 출력 전자빔을 발산시켜서 그 크기를 키우기 위해서 조절 전극(1)과 양극(10)간의 전기장이 음극(5)과 조절 전극(10)간의 전기장 보다 작도록 유지하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 삼극관형 대전류 전자총에 대한 구조도이며, 도 3은 삼극관형 대전류 전자총의 출력 제어 동작을 설명하기 위하여 각종 전원 장치가 포함된 도면이다.

동 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자총은 세라믹판(9)에 고정되며 필라멘트(4)의 두 전극을 각각 지지하는 필라멘트 지지대(3)와, 두 개의 필라멘트 지지대(3)를 중간에서 상호 연결하여 필라멘트(4)의 열을 차폐하는 축방향 열차폐막(8)과, 음극 카트리지(6)에 삽입 고정된 음극(5)과, 세라믹판(9)에 고정되며, 음극(5)이 고정된 음극 카트리지(6)를 필라멘트 지지대(3)의 외부에서 지지하고 필라멘트(4)의 열을 차폐하는 음극 지지대(7)와, 세라믹판(9)에 고정되며, 음극 지지대(7)의 외부에서부터 전자빔의 출력 방향으로 형성되어 전자 빔을 집속하는 집속 전극(2)과, 세라믹판(9)에 고정되며, 전자빔의 출력 방향으로 집속 전극(2) 후단에 형성된 조절 전극(1)과, 세라믹판(9)에 고정되며, 전자빔의 출력 방향으로 조절 전극(1) 후단에 형성된 양극(10)을 포함하여 구성한다.

또한, 집속 전극(2)과 양극(10) 사이에 전자빔을 인출하기 위한 전원을 공급하는 전자빔 인출 전원부(12)를 연결하며, 필라멘트(4)의 두 필라멘트 지지대(3)간에 필라멘트 가열을 위한 전원을 공급하는 필라멘트 가열 전원부(13)를 연결하며, 집속 전극(2)과 일측 필라멘트 지지대(3) 사이에 음극 가열을 위한 전원을 공급하는 음극 가열 전원부(14)를 연결하며, 조절 전극(1)과 집속 전극(2) 사이에 전자빔의 조절을 위한 전원을 공급하는 전자빔 조절 전극 전원부(15)를 연결하여 구성하며, 이러한 각 전원부들의 전원 연결은 세라믹판(9)의 배면에 각 구성부와 연결 형성된 전기 연결부(11)를 통하여 연결한다.

이러한 구성에 있어서, 전자총의 음극(5)을 필라멘트(4)와 음극 가열 전원부(14)에 의해 고온으로 가열하면 음극(5) 주위에 열전자가 발생된다.

이때, 음극(5)과 양극(1) 사이에 전자빔 인출 전원부(12)에 의해서 고전압이 인가되면, 고전압에 의해 형성된 전기장에 의해 전자를 에너지와 움직이는 방향이 거의 일정한 빔형태로 전자빔(16)을 인출할 수 있게 된다. 전자빔은 전기장이 형성된 방향과 평행하게 움직이므로 전기장 분포를 바꾸면 전자빔의 궤적이나 전류 및 모양, 질등을 바꿀 수 있게 된다.

본 발명에서는 음극(5)과 양극(10) 사이에 형성한 조절 전극(1)의 전압을 전자빔 조절 전극 전원부(15)로 변화시킴으로서 음극(5)과 양극(10) 사이의 전기장 분포를 바꾸고 그 결과 전자빔의 인출 전류와 전자빔의 모양을 바꿀 수 있게 하였다.

다음에, 본 발명에 따른 전자총에서의 빔 출력 변화 과정을 살펴본다.

전자빔의 전류는 음극(5)의 온도와 음극면에서의 전기장 세기에 의해 결정되어지는데, 조절 전극(1)의 전압을 바꾸면 음극면에서의 전기장 세기를 조절할 수 있고 그 결과 전자빔의 전류를 바꾸어 빔의 출력을 조정할 수 있게 된다.

조절 전극(1)의 전압을 음극(5) 전압과 비슷하게 하면 음극면의 전기장 세기가 감소하여 인출 전류가 감소하게 되며, 조절 전극(1)의 전압을 음극(5) 전압보다 높게하면 인출 전류가 커지게 되어 빔 전류를 쉽게 조절할 수 있게 된다.

이때, 조절 전극(1)의 중심에는 구멍이 뚫려 있어, 음극(5)에서 발생된 전자빔을 손실 없이 양극(10)으로 전송시킨다. 따라서, 그리드를 이용한 종래의 삼극관과는 달리 조절 전극(1)에 전류가 거의 흐르지 않으므로 저용량(1W이하)의 전원 장치로도 전자빔의 특성을 쉽게 조절할 수 있는 장점이 있다.

부연 설명하면, 조절 전극(1)에는 전류가 전혀 흐르지 않으므로 이상적인 경우 전자빔 조절 전극 전원부(15)는 전기를 전혀 소모하지 않게 된다. 실제적인 경우, 전압은 높지만 전류는 아주 미약한 전원 장치를 사용하면 되므로 가격이 저렴한 전원 장치를 사용할 수 있게 되는 것이다.

다음에, 본 발명에 따른 전자총에서의 빔 모양 변화 과정을 살펴본다.

음극(5)과 양극(10) 사이에 조절 전극(1)이 설치되어 있으면, 음극(5)과 조절 전극(1)간의 전기장과 조절 전극(1)과 양극(10)간의 전기장의 비를 달리할 수 있게 된다. 조절 전극(1)과 양극(10)간의 전기장이 음극(5)과 조절 전극(1)간의 전기장 보다 더 크면 전자빔이 더 집속되어 전자빔의 크기가 줄어 들게 된다.

반대의 경우에는 전자빔이 발산되어 빔의 크기가 커진다. 따라서 조절 전극(1)의 전압을 가변시켜서 전자빔의 모양을 간단하게 바꿀 수 있게 된다.

다음에, 본 발명에 따른 전자총에서의 전자빔의 펄스 및 연속 인출 과정을 살펴본다.

조절 전극(1)의 전압을 음극(5) 보다 더 낮추면 음극(5)에서의 전기장을 "0"보다 작게 할 수 있게 된다. 이 경우 전자빔이 음극(5)에서 인출이 되지 않는다. 반대로, 조절 전극(1)의 전압을 음극(5)보다 높게 하면 전자빔이 인출되기 시작한다. 따라서, 조절 전극(1)에 전압을 음극(5)보다 낮게 계속 유지하여 전자빔 인출을 계속 중지시키다가 어느 순간 동안만 음극(5)보다 높은 전압을 조절 전극(1)에 인가하면 그 순간만 전자빔이 인출된다.

상술한 바와 같이 조절 전극(1)에는 실제 흐르는 전류량이 없으므로 용량이 크지 않은 전자빔 조절 전극 전원부(15)를 사용해도 되는데, 이 전원부(15)에 펄스 전압을 만들 수 있는 별도의 스위치를 구성하면 전자빔을 짧은 순간 동안만 인출시킬 수 있게 된다. 즉, 전자빔의 펄스 운전이 가능하게 된다. 물론, 조절 전극(1)의 전압을 음극(5)보다 크게 계속 유지시키면 전자빔을 연속으로 인출시킬 수 있으므로, 동일한 전자빔 조절 전극 전원부(15)를 이용하여 전자빔을 펄스로 동작시키거나 연속으로 동작시킬 수 있는 것이다.

한편, 전자총의 필라멘트(4), 음극(5), 조절 전극(1), 양극(10) 간에는 모두 고전압 절연이 필요하다. 이와 동시에 이들을 기계적으로 고정시키는 구조물이 필요하다. 특히, 음극(5), 조절 전극(1), 양극(10)의 동심도는 전자빔의 질에 큰 영향을 주므로 기계적으로 단단하면서도 정렬이 잘 되어져야 한다.

본 발명에서는 세라믹판(9) 하나로 이 문제들을 한꺼번에 해결하면서 더불어 전자총의 구조를 아주 단순화시켰다. 우선, 필라멘트 지지대(3), 음극 지지대(7), 조절 전극(1)등은 세라믹판(9)에 볼트로 고정시킴으로써 기계적으로 안정도를 유지할 수 있게 하였다.

또한, 세라믹판(9)에는 홈(9a)을 내어 전기적 절연 강도를 높였다. 이렇게 함으로써 각각의 부품을 세라믹판(9)에 모두 고정되게 하여 전기적으로 절연시키면서 세라믹판(9)에서 모든 부품을 일체화되게 하였다.

또한, 전자총의 양극(10) 역시 원통형으로 가공한 뒤, 이 세라믹판(9)을 양극(10)에 볼트로 체결함으로써 전자총 전체가 하나의 완성품이 되게 하였다. 이렇게 함으로써 모든 부품의 조립 및 정렬이 쉽고 그 구조가 단순해지고 전체가 하나의 완성품이 되도록 하였으며, 이 모든 부품들은 용접등에 의해 고정시킨 것이 아니라 볼트로 고정되어 있어서 특정 부분품을 수리 또는 교체하고자 하는 경우 그 부품만을 간단하게 교체할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 삼극관형 전자총은 전자빔 가속기, 대용량 원자 및 분자빔 발생기, 전자빔 용접기, X-ray 발생장치, 고화질 텔레비젼 등에 적용되어질 수 있다.

다음에, 본 발명이 갖는 특성을 정리하면 다음과 같다.

가)전자빔 출력 변화 : 전자총의 주 동작 변수와 전자빔의 질을 바꾸지 않고 전자빔의 출력을 변화시킬 수 있으며, 대용량의 전기 스위치가 필요하지 않기 때문에 경제적이고 안정적으로 전자빔의 출력을 조절할 수 있게 된다.

나)전자총에서 인출되는 전자빔의 크기와 모양을 외부 장치없이 전자총 자체만으로 조절할 수 있게 된다.

다)하나의 전자총으로 전자빔을 짧은 펄스에서 연속까지 동작될 수 있게 한다. 이때 동일한 전원 장치로 전자빔을 연속 또는 펄스 운전 가능하게 하며, 전원 장치의 용량을 최소화하여 전자총 동작에 필요한 전원 장치 비용을 최소화시킨다.

라)전자총의 유지, 보수를 쉽게 하기 위하여 필라멘트나 음극등의 소모품만 쉽게 교체할 수 있게 하면서도, 전자총의 동작을 위해서는 전체가 일체형이 되도록 그 구조가 단순화되었다. 또한 전자총에서 발생되는 고온의 열로 인한 구조 변형을 막고 전자총 동작에 필요한 전원 장치의 용량을 최소화시킬 수 있도록 전자총의 구조를 만든다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 외부 장치없이도 전자빔의 출력과 모양을 변화시킬 수 있으므로, 구조가 간단해지고 동작에 필요한 전원 장치의 비용을 줄일 수 있으며, 전기 용량이 작은 하나의 전원 장치로도 전자빔을 연속으로 인출하거나 짧은 펄스 동안만 인출할 수 있기 때문에 시스템 전체의 설치 공간이 작고 전자총을 보다 간단하게 동작시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 전자총의 구조를 단순화하면서 전체가 각 부분품들이 조합이 되면서 전체가 하나의 완성품이 되게 함으로써, 유지 및 보수가 용이한 이점이 있다.

Claims (9)

1. 전자를 방출하는 음극(5)과 음극(5)으로부터 양극(10)으로 방출되는 전자빔을 집속하는 집속 전극(2)을 구비한 전자총에 있어서,

   상기 음극(5)과 양극(10) 사이에 전자빔의 모양을 조절하는 조절 전극(1)과, 조절 전극(1)과 집속 전극(2) 사이에 전자빔의 모양 조절을 위한 전원을 공급하는 전자빔 조절 전극 전원부(15)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 출력 제어가 가능한 삼극관형 대전류 전자총.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전자빔 조절 전극 전원부(15)의 전원 출력단에 펄스 형태의 전원을 출력하기 위한 스위치가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 출력 제어가 가능한 삼극관형 대전류 전자총.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 조절 전극(1)은 원통형으로 형성되되, 상기 음극(5)으로부터 출력되는 전자빔의 손실을 줄이기 위하여 상기 양극(10) 방향으로 중앙에 개구공이 형성된 것을 특징으로 하는 출력 제어가 가능한 삼극관형 대전류 전자총.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 조절 전극(1)은 상기 집속 전극(2)과 양극(10) 사이에 형성한 것을 특징으로 하는 출력 제어가 가능한 삼극관형 대전류 전자총.
5. 음극(5)으로부터 양극(10)으로 방출되는 전자빔을 집속하는 집속 전극(2)을 구비하고, 집속 전극(2)과 양극(10) 사이에 전자빔의 모양을 조절하는 조절 전극(1)을 구비한 삼극관형 대전류 전자총의 구조로서,

   원판형의 세라믹판(9)에 볼트 결합되며 필라멘트(4)의 두 전극을 각각 지지하는 필라멘트 지지대(3)와, 음극 카트리지(6)에 삽입 고정된 원통형의 음극(5)과, 상기 세라믹판(9)에 볼트 결합되며, 상기 음극(5)이 고정된 음극 카트리지(6)를 상기 필라멘트 지지대(3)의 외부에서 지지하고 상기 필라멘트(4)의 열을 차폐하는 음극 지지대(7)와, 상기 세라믹판(9)에 상기 음극 지지대(7)와 같이 볼트 결합되며, 음극 지지대(7)의 외부에서부터 전자빔의 출력 방향으로 형성되어 전자 빔을 집속하는 집속 전극(2)과, 상기 세라믹판(9)에 볼트 결합되며, 전자빔의 출력 방향으로 상기 집속 전극(2) 후단에 개구공을 갖는 원통형의 조절 전극(1)과, 상기 세라믹판(9)의 외주부위에 볼트 결합되며, 전자빔의 출력 방향으로 조절 전극(1) 후단에 개구공을 갖는 원통형의 양극(10)을 포함하여 형성한 것을 특징으로 하는 출력 제어가 가능한 삼극관형 대전류 전자총.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 집속 전극(2)과 양극(10) 사이에 전자빔을 인출하기 위한 전원을 공급하는 전자빔 인출 전원부(12)와, 상기 필라멘트(4)의 두 필라멘트 지지대(3)간에 필라멘트 가열을 위한 전원을 공급하는 필라멘트 가열 전원부(13)와, 상기 집속 전극(2)과 일측 필라멘트 지지대(3) 사이에 음극 가열을 위한 전원을 공급하는 음극 가열 전원부(14)와, 상기 조절 전극(1)과 집속 전극(2) 사이에 전자빔의 조절을 위한 전원을 공급하는 전자빔 조절 전극 전원부(15)를 연결하기 위한 전기 연결부(11)를 상기 세라믹판(9)의 배면에 형성한 것을 특징으로 하는 출력 제어가 가능한 삼극관형 대전류 전자총.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 두 개의 필라멘트 지지대(3)를 중간에서 상호 연결하여 필라멘트(4)의 열을 차폐하는 축방향 열차폐막(8)을 더 포함하여 형성한 것을 특징으로 하는 출력 제어가 가능한 삼극관형 대전류 전자총.
8. 제 5 항에 있어서, 고전압 절연성을 좋게 하기 위하여 상기 세라믹판(9)의 양면에 다수의 홈(9a)을 원형으로 형성한 것을 특징으로 하는 출력 제어가 가능한 삼극관형 대전류 전자총.
9. 음극(5)으로부터 양극(10)으로 방출되는 전자빔을 집속하는 집속 전극(2)을 구비하고, 집속 전극(2)과 양극(10) 사이에 전자빔의 모양을 조절하는 조절 전극(1)을 구비한 삼극관형 대전류 전자총에서의 전자빔 출력 제어 방법으로서,

   출력 전자빔의 인출 전류를 증가시키기 위하여 상기 조절 전극(1)의 전압을 상기 음극(5) 전압보다 높게 유지하는 단계와;

   출력 전자빔의 인출 전류를 감소시키기 위하여 상기 조절 전극(1)의 전압을 상기 음극(5) 전압과 비슷하게 공급하는 단계와;

   출력 전자빔을 펄스 운전하기 위하여 상기 조절 전극(1)의 전압을 상기 음극(5)보다 낮게 계속 유지하여 전자빔 인출을 계속 중지시키다가 소정 시간 동안만 상기 음극(5)보다 높은 전압을 상기 조절 전극(1)에 인가하여 그 순간만 전자빔이 인출되도록 반복하는 단계와;

   출력 전자빔을 집속시켜서 그 크기를 줄이기 위해서 상기 조절 전극(1)과 양극(10)간의 전기장이 상기 음극(5)과 조절 전극(1)간의 전기장 보다 더 크도록 유지하는 단계와;

   출력 전자빔을 발산시켜서 그 크기를 키우기 위해서 상기 조절 전극(1)과 양극(10)간의 전기장이 상기 음극(5)과 조절 전극(10)간의 전기장 보다 작도록 유지하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 출력 제어가 가능한 삼극관형 대전류 전자총의 제어 방법.