АВТОЭМИССИОННАЯ ЯЧЕЙКА Российский патент 1996 года по МПК H01J1/30 H01J1/02 H01J31/12 

Изобретение относится к электронной технике, в частности, к автоэмиссионным источникам электронов с люминесцентной индикацией.

Известен источник электронов с эмиссионными катодами, имеющими микроострия и устройство визуализации на основе катодолюминесценции, возбуждаемой автоэлектронной эмиссией, представляющий первые параллельные электроды в качестве катодных шин с электропроводным слоем и микроотверстиями, инициирующими электроны; вторые параллельные электроды в качестве сеток, изолированных от катодных шин, при этом катодные шины содержат ограничители тока в виде сплошного резистивного слоя, расположенного на проводящем слое, а устройство визуализации на основе катодолюминесценции дополнительно содержит источник электронов с эмиссионными катодами, при этом анод покрыт люминофором [1]
Известное устройство характеризуется недостаточной надежностью и долговечностью работы, т.к. оно имеет структуру триода, что, в свою очередь, предполагает использование 2-х необходимых напряжений катод управляющий электрод и катод-анод.

Вместе с тем, катод выполнен острийным, что ставит в зависимость от радиуса кривизны эмиттеров стабильность эмиссии и долговечность работы отдельной ячейки. Происходит снижение яркости свечения люминофора за счет ослабления светового потока материалом подложки, анодным материалом и толщиной люминофорного покрытия.

Наиболее близким к заявляемому решению является электронный эмиттер с автоэмиссионной ячейкой, содержащей катодный слой с краем в виде зубцов и управляющего электрода, при этом катодный слой отделен от управляющего электрода зазором и электрически изолирован от него [2]
Этому устройству свойственны недостатки: недостаточная надежность и долговечность вследствие эрозии зубцов кромки катода при повышении рабочего напряжения, отсутствие возможности непосредственной коммутации с внешними электронными схемами с широким изменением выходных параметров рабочего напряжения.

Целью изобретения является повышение надежности, долговечности и стабильности работы ячейки при колебаниях напряжения, расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в автоэмиссионной ячейке, содержащей взаимно параллельные и расположенные на единой подложке пленочные анод с люминофором и катод с разделенной на отдельные зубцы эмиттирующей кромкой в форме гребенки, диэлектрический слой, согласно изобретению зубцы катода разноудалены от анода, а каждый зубец снабжен резистором, ограничивающим ток зубца. Контур пленочного анода выполнен овальной формы. Зубцы выполнены П-образными. Резистор каждого зубца выполнен в разрыве пленки катода.

Сравнение с прототипом показывает, что заявляемая ячейка отличается тем, что
зубцы катода разноудалены от анода и выполнены П-образными;
каждый зубец снабжен резистором в разрыве пленки катода;
контур пленочного анода выполнен овальной формы.

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими известными решениями не позволило выявить в них перечисленные признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа.

Изобретение поясняется чертежами. Фиг. 1 разрыв ячейки, фиг. 2 вид в плане.

Автоэмиссионная ячейка содержит подложку 1, диэлектрический слой 2, пленочный катод в форме гребенки 3 с П-образной эмиттирующей кромкой 4, нагрузочный резистор 5, пленочный анод 6, люминофор 7.

Устройство работает следующим образом.

На анод 6 подается положительное напряжение относительно катодной гребенки 3 величиной 20-100 В. Вследствие небольшого расстояния от П-образной эмиттирующей кромки 4 ближайшего зубца гребенки 3 до анода создается достаточная для эмиссии электронов напряженность поля 5•10⁷ В/см. При последующем увеличении приложенного напряжения развивается эмиссия на следующих зубцах, более удаленных от анода. При этом уже ранее эмиттирующие кромки зубцов не разрушаются вследствие эрозии, т. к. ток, проходящий через них, ограничен резисторами 5, что позволяет управлять в широких пределах яркостью свечения люминофора 7, изменяя только значение приложенного напряжения. Форма пленочного анода, выполненного с контуром овальной формы, опpеделяет расстояние катод-анод, а значит, последовательность включения в работу дополнительных зубцов гребенки. Форма анода позволяет также плавно наращивать яркость от приложенного напряжения.

При этом увеличение количества задействованных рабочих зубцов приводит к суммарному увеличению яркости свечения ячейки. Выполнение эмиттирующих кромок зубцов гребенки П-образными позволяет снизить разрушительный эффект ионной бомбардировки.

Заявленная автоэмиссионная ячейка позволяет повысить надежность работы индикаторов, выполненных на основе ячейки за счет снижения эррозии эмиттирующей кромки, стабильность и долговечность ячейки за счет оптимизации режимов работы каждого зубца и рациональной геометрии зубца. Расширение функциональных возможностей приборов на основе ячейки и области применения достигается за счет простоты управления ячейкой и возможности выбора функциональной зависимости яркости от анодного напряжения при изменении формы анода.

Использование: изобретение относится к электронной технике, в частности, к автоэмиссионным источникам электронов с люминесцентной индикацией. Цель изобретения: повышение надежности, долговечности и стабильности работы ячейки, расширение функциональных возможностей. Сущность изобретения: автоэмиссионная ячейка содержит взаимно параллельные и расположенные на единой подложке пленочные анод и катод с люминофором, диэлектрический слой. Эмиттирующая кромка катода разделена на зубцы П-образной формы в форме гребенки, равноудаленные от анода и снабженные резисторами в разрыве пленки катода. Контур пленочного анода выполнен овальной формы. Достигаемый технический результат: повышение надежности, долговечности и стабильности работы ячейки при колебаниях напряжения, расширение ее функциональных возможностей. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Автоэмиссионная ячейка, содержащая взаимно параллельные и расположенные на единой подложке пленочные анод с люминофором и катод с разделенной на отдельные зубцы эмиттирующей кромкой в форме гребенки, диэлектрический слой, отличающаяся тем, что зубцы катода разноудалены от анода, а каждый зубец снабжен резистором, ограничивающим ток зубца. 2. Ячейка по п. 1, отличающаяся тем, что контур пленочного анода выполнен овальной формы. 3. Ячейка по п. 1, отличающаяся тем, что зубцы выполнены П образными. 4. Ячейка по п. 1, отличающаяся тем, что резистор каждого зубца выполнен в разрыве пленки катода.