Электронный умножитель Советский патент 1983 года по МПК H01J43/00 

(54) ЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ

Изобретение относится к электронной технике, в частности к конструкции первого эмиттера электронного умножителя. Известен электронный умножитель, в котором с целью получения переменного усиления по логарифмическому закону амплитудной характеристики перед динодами умножительной системы установлены сетки, проницаемость которых изменяется,от ячейки к ячейке в одинаковое число раз 1. К недостаткам известного электронного умножителя относятся сло;кность конструкции вследствие избыточности электродов и нелинейность характеристики преобразования информации, переносимой первичным потоком электронов. Наиболее близким к предлагаемому является электронный умножитель, содержащий анод и серию динодов, подключенных к источнику постоянного напряжения через делитель напряжения. Анод и серия динодов объединены в две группы, при этом первая группа динодов подключена к одному делителю постоянного напряжения, а на вторую группу динодов подается напряжение с другого делителя, подключенного к другому источнику регулируемого напряжения, под действием которого изменяют напряжение на ступенях умножителя и тем самым осуществляют изменение линейности усиления 2. Однако применяемый способ управления интегральным усилением электронного умножителя путем регулировки высоковольтного напряжения, подводимого к динодам, сопровождается изменением структуры электрического поля в каскадах и приводит к нарущению оптимальности режима эксплуатации, что в совокупности способствует снижению коэффициентов эффективности каскадов умножения, Цель изобретения - получение переменного усиления и переменного уровня пороговой чувствительности путем изменения вторичной эмиссии первого динода при постоянстве структуры электрического поля в каскадах умножения. Поставленная цель достигается тем, что в электронном умножителе, содержащем анод и серию динодов, подключенных к источнику постоянного напряжения через делитель напряжения, первый динод выполнен из легированного примесями полупроводникового материала в виде плоскостной транзисторнои структуры п-р-п-типа, коллектор которой установлен на входе электронного умножителя для взаимодействия с первичным потоком электронов, первый резистор делителя напряжения выполнен в виде потенциометра управления эмиссией, причем коллектор транзисторной структуры первого динода подключен непосредственно к одному неподвижнЬму контакту потенциометра, а к второму диноду электронного умножителя - через второй резистор делителя напряжения, база транзисторной структуры соединена с подвижным контактом потенциометра, второй неподвижный контакт которого подключен к эмиттеру и к отрицательной клемме источника напряжения.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит коллектор 1 транзисторного первого динода, первичный поток- 2 электронов, вход 3 электронного умножителя, электронный умножитель 4, систему 5 динодов, анод 6, резистор 7 нагрузки, источник 8 высоковольтного постоянного напряжения, делитель 9 напряжения, содержащий резонаторы 9-1 - 9-6: потенциометр 10 управления эмиссией электронов с неподвижными контактами 10-1 и 10-2 базу 11 и эмиттер 12 транзисторного первого динода.

Устройство работает следующим образом.

В статическом исходном состоянии коллектор 1 транзисторного динода подключен к первому неподвижному контакту 10-2 потенциометра 10 управления эмиссией непосредственно, а к первому диноду электронного умножителя 4 через резистор делителя 9 напряжения, база 11 соединена с ползунком потенциометра 10, второй неподвижный контакт 10-1 которого подключен к эмиттеру 12 и к зажиму с отрицательным потенциалом источника 8 напряжения, причем положительный потенциал этого источника подается на анод 6 электронного умножителя 4 через резистор 7 нагрузки, а на систему 5 динодов через делитель 9 напряжения.

При воздействии первичного потока 2 электронов через вход 3 электронного умножителя 4 с поверхности коллектора 1 выбиваются вторичные электроны, которые затем усиливаются системой 5 динодов и создают в цепи анода 6 анодный ток, величина которого зависит при прочих фиксир.ованных условиях от эмиссионной способности транзисторного катода умножителя.

С перемещением подвижного контакта потенциометра 10 в сторону неподвижного контакта 10-2 увеличивается инжекция свободных носителей заряда одноименного знака из эмиттера 12 и последующая их экстракция в область коллектора 1, вследствие чего в этой области создается инверсия населенности энергетических уровней приповерхностных слоев коллектора, обеспечивающих повыщение его вторичной эмиссии электронов при взаимодействии с первичным потоком заряженных частиц неизменной интенсивности и энергии. Перемещение подвижного контакта потенциометра 10 в сторону неподвижного контакта 10-1 способствует уменьшению инжекции носителей заряда, а следовательно, и ослаблению процесса вторичной эмиссии динода умножителя.

Таким образом, путем изменения потенциального барьера эмиттерного перехода транзисторного катода, не связанного с формированием структуры электрического поля

в каскадах умножения, конструкция электронного умножителя позволяет изменять крутизну линейного участка амплитудной характеристики, управляя тем самым интегральным усилением и уровнем пороговой чувствительности устройства без нарущения

оптимальности режима эксплуатации и снижения его эффективности.

Формула изобретения

Электронный умножитель, содержащий анод и серию динодов, подключенных к источнику постоянного напряжения через делитель напряжения, отличающийся тем, что, с целью получения переменного усиле0 ния и переменного уровня пороговой чувствительности путем изменения вторичной эмиссии первого динода при постоянстве эффективности каскадов умножения, первый динод выполнен из легированного примесями полупроводникового материала в

5 виде плоскостной транзисторной структуры п-р-п-типа коллектор которой установлен на входе электронного умножителя для взаимодействия с первичным потоком электронов, первый резистор делителя напряжения выполнен в виде потенциометра управления эмиссией, причем коллектор транзисторной структуры первого динода подключен непосредственно к одному неподвижному контакту потенциометра, а к второму диноду электронного умножителя - через второй

5 резистор делителя напряжения, база транзисторной структуры соединена с подвижным контактом потенциометра, второй неподвижный контакт которого подключен к эмиттеру и к отрицательной клемме источника напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. Н 01 J 43/00, опублик. 13.12.66 (прототип).

12