DE1564472C3 - Elektronenstrahlerzeugungssystem für eine Elektronenstrahlröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektronenstrahlerzeugungssystem für eine Elektronenstrahlröhre, das mindestens aus einer Kathode mit verhältnismäßig kleiner emittierender Oberfläche, einer gelochten Steuerelektrode, einer gelochten ersten Anode, einer ersten Beschleunigungselektrode, einer Fokussierelektrode und einer zweiten Beschleuniguhgselektrode besteht, bei dem die emittierende Oberfläche der Kathode kleiner als die Fläche der Öffnung in der Steuerelektrode ist und das sich zur Anwendung bei einem Elektronenstrahlstrom eignet, dessen Höchstwert mindestens 2 mA beträgt.

Es ist bekannt, zur Erzeugung eines sehr kleinen Lichtfleckes auf dem Leuchtschirm einer Elektronenstrahlröhre eine spitzenartige Kathode anzuwenden.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Abmessungen dieses Lichtfleckes ganz wesentlich von dem Elektronenstrahlstrom abhängig sind. Da die Elektroden der den Elektronenstrahl auf dem Schirm fokussierenden Elektronenlinse an feste Potentiale gelegt werden, werden diese derart gewählt, daß durchschnittlich die günstigsten Ergebnisse erzielt werden.

Es zeigte sich jedoch, daß, wenn bei großem Elektronenstrahlstrom ein möglichst kleiner Lichtfleck eingestellt wurde, dieser Lichtfleck von einem Halo bzw. Lichthof umgeben war. Dieser Lichthof kann nun dadurch vermieden werden, indem die Fokussierelektrode des Elektronenstrahlerzeugungssystems weniger stark negativ oder schwach positiv gemacht wird. Dadurch werden aber die Abmessungen des Lichtfleckes größer. In der Praxis wird bei einem Kathodendurchmesser von etwa 2 mm die Fokussierkathode an ein Potential zwischen 0 und +100V gelegt. Dann wird zwar nicht der Mindestfleckdurchmesser bei großem Elektronenstrahlstrom erhalten, so daß die Auflösung des Bildes in den klaren Bildteilen weniger gut wird, aber das störende Auftreten eines die Grenze zwischen hellen und dunkleren Bildteilen verwischenden Licht

hofes wird vermieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Elektronenstrahlerzeugersystem der eingangs beschriebenen Art den Lichtfleck möglichst klein zu halten, ohne einen Lichthof zu erzeugen.

Aus vielen Untersuchungen hat sich ergeben, daß bei einem Elektronenstrahlerzeugungssystem der eingangs genannten Art diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß die emittierende Oberfläche der Kathode kleiner als 0,35 mm² und die Fläche der Öffnung der Steuerelektrode das 1,4- bis 2,6fache der emittierenden Oberfläche der Kathode sind und der Abstand der Ka-

■■ thodenoberfläche von der Steuerelektrode etwa 100 μ beträgt. Die übrigen Elektrodenabstände können die üblichen Werte aufweisen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Elektronenstrahlerzeugungssystems nach der Erfindung,

F i g. 2 'eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Lichtfleckdurchmessers als Funktion des Potentials der Fokussierelektrode bei konstantem Strahlstrom, und

F i g. 3 eine graphische Darstellung des Lichtfleckdurchmessers als Funktion der Potentiale der Fokussierelektrode bei verschiedenen Strahlstromstärken, bei denen gerade noch kein Lichthof auftritt.

In F i g. 1 bezeichnet 1 den Kathodenträger für die emittierende Schicht 2. Die emittierende Oberfläche der Schicht 2 hat einen Durchmesser von 0,35 mm (Flächeninhalt 0,1 mm²). Da der Höchstwert des Strahlstromes 2 mA oder höher sein muß, muß die Kathode von einem Typ sein, der eine große Strombelastung aushalten kann.

Vor. der Kathode 1 ist eine Steuerelektrode 3 mit einer Öffnung 8 angeordnet, deren kreisrunde Fläche das 1,2- bis 2,6fache der emittierenden Kathodenoberfläche 2 beträgt.

Der Abstand der Steuerelektrode 3 von der Kathodenträgeroberfläche 1 ist etwa 100 μ. Die Stärke des Materials dieser Steuerelektrode 3 ist 200 μ.

Hinter der Steuerelektrode 3 ist eine erste Anode 4 angeordnet, hinter der sich eine aus einer ersten Beschleunigungselektrode 5, einer Fokussierelektrode 6 und einer zweiten Beschleunigungselektrode 7 bestehende Fokussiervorrichtung befindet.

Der Abstand der Oberfläche des Kathodenträgers 1 von der ersten Anode 4 ist z. B. 600 μ.

Die erste Anode ist an ein Potential von 650 V gelegt, während die Elektroden 5 und 7 an ein Potential von z. B. 18 kV gelegt sind. Die Fokussierelektrode 6 wird an ein festes Potential zwischen z. B. +100 und -100 V gelegt.

In Fi g. 2 ist der Durchmesser des auf dem Leuchtschirm gebildeten Lichtfleckes als Funktion des Potentials der Fokussierelektrode bei einem bestimmten Strahlstrom dargestellt. Es zeigt sich, daß bei einem negativeren Potential der Fokussierelektrode 6 der Lichtfleckdurchmesser allmählich kleiner wird (Linie 1), aber bei der bekannten Anordnung wird der Lichtfleck bei einem unter —70V liegenden Potential von einem Lichthof umgeben (Linie II, Punkt P).

In F i g. 3 ist der geometrische Ort des Punktes P für verschiedene Elektronenstrahlströme und Fokussierelektrodenspannungen dargestellt.

Die Linie III trifft für einen Durchmesser der emittierenden Oberfläche von 1 mm und einem Durchmesser

der Öffnung 8 der Steuerelektrode und der Öffnung 9 der ersten Anode 4 von je 0,6 mm zu. Daraus ergibt sich, daß bei einer festen Einstellung des Potentials der Fokussierelektrode von z. B. 0 V zwar kein Lichthof auftritt, aber daß der Lichtfleckdurchmesser bei 5 2000 μΑ auf mehr als 3 mm zunimmt. Wird der Durchmesser der emittierenden Schicht 2 auf 0,35 mm herabgesetzt, so wird die Kurve IV erhalten. Für die günstigste Anordnung beim Höchststrom müßte das Potential der Fokussierelektrode somit auf -700 V herabgesetzt werden, so daß das Ergebnis bei einer festen Einstellung dieses Potentials durchaus nicht optimal ist, trotz der Tatsache, daß der Lichtfleckdurchmesser kleiner als 3 mm bleibt. Wenn der Durchmesser der Öffnung 8 jedoch auf 0,5 mm herabgesetzt wird, wird die viel günstigere Kurve V erhalten (Oberfläche der Öffnung 8 ist das 2,0fache der emittierenden Oberfläche 2). Wenn der Durchmesser der Öffnung 8 nur das l,2fache des Durchmessers der emittierenden Schicht ist, wird die Kurve VI erhalten, die noch etwas günstiger ist. Der Lichtfleckdurchmesser wird bei den Ausführungsformen nach der Erfindung höchstens nur 2,6 mm, ohne daß ein Lichthof auftritt. Außerdem ist bei großem Elektronenstrahlstrom der Elektronenstrahlquerschnitt im Ablenkpunkt geringer als bei einem üblichen Elektronenstrahlerzeugungssystem, wodurch die Ablenkfehler in der Nähe der Ränder des Bildes kleiner bleiben.

Obgleich auch die Verhältnisse der anderen Abmessungen des Elektronenstrahlerzeugungssystems die günstige Wirkung beeinflussen, ist dieser Einfluß und somit auch die Anpassung dieser Abmessung an die Abmessungen der emittierenden Oberfläche und der Öffnung der Steuerelektrode an sich bekannt, wenn diese gemäß der Erfindung gewählt sind. Die emittierende Oberfläche braucht nicht kreisscheibenförmig zu sein, sie kann auch elliptisch oder oval sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektronenstrahlerzeugungssystem für eine Elektronenstrahlröhre, das mindestens aus einer Kathode mit verhältnismäßig kleiner emittierender Oberfläche, einer gelochten Steuerelektrode, einer gelochten ersten Anode, einer ersten Beschleunigungselektrode, einer Fokussierelektrode und einer zweiten Beschleunigungselektrode besteht, bei dem die emittierende Oberfläche der Kathode kleiner als die Fläche; der Öffnung.in der Steuerelektrode ist. und das sich zur Anwendung bei einem Elektronenstrahlstrom eignet, dessen Höchstwert mindestens 2mA beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß die emittierende Oberfläche der Kathode kleiner als 0,35 mm² und die Fläche der Öffnung in der Steuerelektrode das 1,4- bis 2,6fache der emittierenden Oberfläche der Kathode sind und der Abstand der Kathodenoberfläche von der Steuerelektrode etwa 100 μ beträgt.

2. Elektronenstrahlerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der emittierenden Kathodenoberfläche 0,35 mm und der der Öffnung in der Steuerelektrode 0,5 mm beträgt.