Способ определения фотоэлектрической инерционности фотопроводящего слоя мишени Советский патент 1982 года по МПК H01J9/42 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИНЕРЦИОННОСТИ ФОТОПРОВОДЯЩЕГО СЛОЯ МИШЕНИ

1

Изобретение относится к электронной технике, а именно к определению фотоэлектрической инерционности фотослоев передающих трубок, и может быть использовано при разработке новых мишеней видиконов. Изобретение может быть использовано также в производственных условиях для контроля стабильности, своевременной корректировки и совершенствования технологического процесса изготовления мишеней видиконов с целью поддержания достигнутого или повышения процента выхода годных изделий.

Инерционность видиконов, зависящая от фотоэлектрической инерционности фотопроводящего слоя мишени и проявляющаяся в запаздывании изменений выходного видеосигнала относительно изменений входного светового сигнала, является одной из важнейших характеристик видикона, влияющих на качество передачи телевизионных изображений с быстродвижущимися предметами. Инерционность приводит к размытости контуров изображений быстродвижущихся предметов, а также к снижению их контрастности. При цветных передачах эти искажения

сопровождаются также нарущениями цветопередачи ввиду неодинаковой инерционности видиконов в передающей многотрубочной телевизионной камере, и поэтому становятся особенно заметными.

Известен способ определения фотоэлектрической инерционности фотопроводящего слоя под действием изменяющихся световых сигналов путем включения образцов исследуемого материала в электрическую из10мерительную цепь с помощью прикладываемых к ним электродов. При известной величине электрического напряжения на исследуемом образце по величине тока, протекающего через образец при подаче на него световых сигналов, судят о величине его

15 фотопроводимости и ее изменении, отражающем кинетику фотоэлектрических процессов в полупроводнике 1.

Недостатки этого способа связаны с тем, что на контакте фотопроводника с электро20 дом при протекании электрического тока может возникнуть ряд нежелательных физических эффектов и явлений. Наиболее важными из них являются: возникновение запорных или инжектирующих контактов, эффект Пельтье, создающий градиент температур в исследуемом образце и соответствующую этому градиенту термо-ЭДС, а также нагрев образца протекающим через него током. Указанные явления вносят больщую погрешность в измерении, так как учет их очень сложен и не всегда возможен. Кроме того, этот способ не пригоден для измерения фотопроводимости и кинетики фотоэлектрических процессов тонких фотонроводящих слоев, имеющих очень малую механическую прочность или проявляющих химическую активность к материалу электродов, а также в тех случаях, когда фотопроводящий слой, сформированный в условиях вакуума, не сохраняет свои свойства после разгерметизации с целью исследования его характеристик. Известен другой способ определения фотоэлектрической . инерционности фотопроводящего слоя мищени, включающий облучение фотослоя мищени скачкообразно изменяющимся световым сигналам и измерение выходного сигнала 2. Недостатком этого способа является относительно., невысокая точность определения фотоэлектрической инерционности. Цель изобретения - повыщение точности определения фотоэлектрической инерционности фотопроводящего слоя мищени. Указанная цель достигается тем, что в способе определения фотоэлектрической инерционности фотопроводящего слоя мищени, включающем облучение фотослоя мищени скачкообразно изменяющимся световым сигналом и измерение выходного сигнала, измеряют в телевизионном режиме разложения отнощение выходного сигнала через промежуток времени, кратный периоду коммутации, после начала или прерывания светового сигнала к максимальному выходному сигналу, увеличивая при этом уровень облучения до достижения насыщения этого отнощения, и по величине отнощения, соответствующей насыщению, оценивают фотоэлектрическую инерционность. В случае необходимости определения постоянной времени фотопроводящего слоя, ее оценивают по формулам. Ucn 100 Те Ucn 100(1-ye (1-е )/о. где UcTiH UHH - отнощение выходных сигналов, соответствующее насыщению при прерывании светового сигнала и после его начала, соответственно: п - число периодов коммутации с момента скачкообразного изменения входного светового сигнала; У 5I./T, где t - постоянная времени фотопроводящего слоя, а Т - длительность периода коммутации. На фиг. 1 приведены диаграммы входного и выходного сигналов видиконов, на фиг. 2 - графики зависимости фотоэлектрической инерционности видикона от постоянной времени Т его фотопроводящего слоя. В соответствии с общепринятой практикой инерционность видикона определяют в телевизионном режиме разложения как отнощение выходного сигнала (7спна фиг. 1) через промежуток времени, кратный длительности поля изображения, после начала или прерывания светового сигнала к максимальному значению этого сигнала (1сона фиг. 1). Инерционность видикона зависит от фотоэлектрической инерционности фотопроводящего слоя мищени, от крутизны вольтамперной характеристики промежутка катод-мищень (а), от электрической емкости мищени (С), а также от величины скачкообразного изменяющегося входного сигнала (Ft на фиг. 1) и дополнительной непрерывной засветки мишени (Р,. на фиг. 1). Для пояснения существа изображения по результатам расчетов построены графики зависимости инерционности от параметров -f- ICG и -fir. где - максимальный выходной сигнал, определяемый скачкообразно измененным входным сигналом FC а, IT - постоянный ток в цепи мищени, определяемый величиной непрерывной и равномерной засветки мищени F. Графики показывают, что при увеличении ot и Л - это может быть обеспечено увеличением 1адИ IT соответственно - инерционность видикона практически перестает зависеть от его конструктивных параметров и величины общего уровня облучения мищени, а, следовательно, определяется только кинетикой фотопроводимости фотопроводящего слоя мищени, т. е. является фотоэлектрической. С учетом изложенного способ осуществляют следующим образом. Настраивают трубку в телевизионном режиме разложения по испытательной таблице. Заменяют испытательную таблицу трафаретом, позволяющим выделить светлый участок мищени на темно фоне, и .измеряют величину максимального выходного сигнала трубки, например, известным методом выделения строки и компенсации сигнала от светлого участка импульсом известной величины от измерительного генератора. Прерывают входной сигнал, например, с помощью автоматической механической заслонки и измеряют остаточный выходной сигнал от трубки по проществии заданного промежутка, времени, кратного длительности передачи поля изображения, например, через 40 мс, как это принято в СССР для современных видиконов. Определяют величину отношения этого сигнала к максимальному. Снова подают на трубку входной световой сигнал, увеличив его, и измеряют выходной сигнал. Прерывают свет и измеряют остаточный. Эту процедуру повторяют до тех пор, пока величина отношения остаточного сигнала к максимальному не достигнет насыщения, т. е. практически, перестанет изменяться с увеличением входного сигнала. Обычно бывает дЪстаточно 3-5 измерений. Величина отношения, соответствующая насыщению, характеризует фотоэлектрическую инерционность слоя. Аналогичным образом можно определить фотоэлектрическую инерционность при нарастании сигнала. Второй равноценный вариант выполнения предлагаемого способа предусматривает выполнение тех же операций, т. е. нескольких измерений максимального и остаточного сигналов трубки, но при условии увеличения дополнительной непрерывной засветки слоя, которую можно осуществлять как изнутри. так и извне. При этом величину скачка входного сигнала не изменяют. В случае необходимости определения постоянной времени слоя строят графики (фиг. 2) зависимости фотоэлектрической инерционности от параметра У по приведенным выще формулам и по графикам определяют значение Т . Предлагаемый способ пригоден как для определения фотоэлектрической инерционности слоев в готовых электроннолучевых трубках, так и для определения фотоэлектрической- инерционности слоев, помещенных в разборные макеты электроннолучевых трубок, в исследовательских целях. Способ обеспечивает существенно большую точность по сравнению с известными способами определения фотоэлектрической инерВхйдной cu ционности фотопроводящего слоя и позволяет определять фотоэлектрическую инерционность фотопроводящих слоев, изготовленных в замкнутом вакуумном объеме и не допускающих разгерметизации, а также слоев не допускающих контактирования электродов с их поверхностью. Способ прост в реализации на существующем типовом оборудовании, предназначенным для определения инерционности трубок, и не требует от персонала, осуществляющего измерения. дополнительной подготовки. Формула изобретения Способ определения фотоэлектрической инерционности фотопроводящего слоя мищени, включающий облучение фотослоя мишени скачкообразно изменяющимся световым сигналом и измерение выходного сигнала отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, определяют отношение выходного сигнала, через промежуток времени. кратный периоду коммутации, после начала ИЛИ прерывания светового сигнала к максимальному выходному сигналу, увеличивая при этом уровень облучения до достижения насыщения этого отнощення, и по величине отношения, соответствую1цей насыщению, оценивают фотоэлектрическую инерционность. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Рывкин С. М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. М., Физматиздат, 1963, с. 46-62. 2.Гершберг А. Е. и др. Метод исследования тонких слоев высокоомных фотопроводников с помощью электронного луча. Радиотехника и электроника, 1959, № 10, с. 1694 (прототип.

fr

В 1 г J f 5 6

«

о 1 г к S 6

J

SO

3 fa