專利名稱：減小場(chǎng)發(fā)射陰極三極管中門柵電極截獲電流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及場(chǎng)發(fā)射器件，特別是對(duì)遠(yuǎn)門柵電極的場(chǎng)發(fā)射陰極三極管為提高陽極電流，減小門柵電極對(duì)電流的截獲而采用的方法。
場(chǎng)發(fā)射器件在工作時(shí)，在門柵電極和陰極之問加一定的電壓，使陰極微尖發(fā)射體上的場(chǎng)強(qiáng)足夠強(qiáng)，以至可以陰極微尖發(fā)射體發(fā)射電子，改變門柵電極和陰極之間的電壓可以控制陰極發(fā)射電子的強(qiáng)度。發(fā)射的電子在陽極電壓的作用從門柵電極引出，作為電真空器件的電子源。
場(chǎng)發(fā)射器件的微尖非常小，每一個(gè)微尖發(fā)射的電流往往不能滿足使用的需要，因此一般采用微尖陣列來滿足使用的要求。對(duì)應(yīng)微尖陣列，主要有兩種方法制作對(duì)應(yīng)的門柵電極。普通的門柵電極可以是在微尖的間隔處制作介質(zhì)層，再在介質(zhì)層上制作金屬電極作為門柵電極。在這利情況下，由于微尖的間隔處有介質(zhì)層，因此，一部分的陰極發(fā)射面不能作為陰極發(fā)射電子，降低了有效的陰極發(fā)射面。另外一種方法是采用遠(yuǎn)門柵電極，既采用多孔的柵網(wǎng)作為電極，陰極和門柵電極之間為真空間隔7如圖3所示，這時(shí)的陰極和門柵電極之間的距離為了方便制作，一般選的比較大，為遠(yuǎn)門柵電極的情況。在這種情況下，整個(gè)陰極面都可以發(fā)射電子，陰極的有效發(fā)射面比較大。但由于門柵電極有一定的占空比，既網(wǎng)孔和金屬所占面積的比，導(dǎo)致陰極發(fā)射的電子有一部分被門柵電極所截獲，不能全部進(jìn)入門柵電極到陽極之間的空間，這影響了電子的使用效率，造成能量損耗，并影響了到達(dá)陽極的電流密度。同時(shí)門柵電極截獲電子還會(huì)使門柵電極溫度升高，造成電極變形，甚至造成陰極和門柵電極的短路，影響器件的使用。
2、技術(shù)方案一種減小場(chǎng)發(fā)射陰極三極管中門柵電極截獲電流的方法，它包括制作在陰極電極上的微尖電子發(fā)射體、一塊控制微尖發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)的帶有電子引出孔的門柵電極和將具有比門柵電極電位更高使電子從門柵電極抽出并加速的陽極。其特征是在門柵電極上，有為減小門柵電極電流截獲的介質(zhì)層，微尖電子發(fā)射體上發(fā)射的電子，有部分轟擊到門柵電極的介質(zhì)層上而產(chǎn)生二次電子發(fā)射，在門柵電極和陽極電位的共同作用下，產(chǎn)生的二次電子通過在介質(zhì)層表面的跳躍向陽極方向運(yùn)動(dòng)，并達(dá)到陽極，在門柵電極的朝向陰極電極的一面制作介質(zhì)層，也可以是在整個(gè)門柵電極表面制作介質(zhì)層，門柵電極對(duì)應(yīng)的微尖電子發(fā)射體的個(gè)數(shù)可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)，介質(zhì)層采用二次電子發(fā)射系數(shù)大的材料，如MgO等，介質(zhì)層采用在真空中性能較穩(wěn)定的介質(zhì)材料，如SiO2等。
3、技術(shù)效果本發(fā)明在門柵電極上制作介質(zhì)層，應(yīng)用這利技術(shù)可以降低門柵電極對(duì)陰極發(fā)射電子的截獲，同時(shí)可以提高器件的可靠性。場(chǎng)發(fā)射器件中的遠(yuǎn)門柵結(jié)構(gòu)中減小門柵電極電子截獲方法適用于各類型的場(chǎng)發(fā)射器件，用于提高陰極發(fā)射電子的利用效率，并提高器件的可靠性。在工作過程中，由于門柵電極上加有一定的電壓，使陰極產(chǎn)生電子發(fā)射。陰極發(fā)射的電子轟擊到門柵電極的介質(zhì)層上，產(chǎn)生二次電子發(fā)射，二次電子在門柵電極和陽極的共同作用下可以形成在介質(zhì)層上的跳躍并進(jìn)入門柵電極和陽極之間的區(qū)域。
四

圖1是本發(fā)明在門柵電極3朝向陰極電極1的一面設(shè)有介質(zhì)層8的結(jié)構(gòu)示意圖，其中有陰極電極1、微尖電子發(fā)射體2、門柵電極3、陽極4、真空空間7、介質(zhì)層8。
圖2是本發(fā)明在門柵電極3的整個(gè)電極表面設(shè)置介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)示意圖。
權(quán)利要求
1.一種減小場(chǎng)發(fā)射陰極三極管中門柵電極截獲電流的方法，它包括制作在陰極電極(1)上的微尖電子發(fā)射體(2)、一塊控制微尖發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)的帶有電子引出孔的門柵電極(3)和將具有比門柵電極電位更高使電子從門柵電極抽出并加速的陽極(4)，其特征是在門柵電極(3)上，有為減小門柵電極(3)電流截獲的介質(zhì)層(8)，微尖電子發(fā)射體(2)上發(fā)射的電子，有部分轟擊到門柵電極(3)的介質(zhì)層(8)上而產(chǎn)生二次電子發(fā)射，在門柵電極(3)和陽極電位的共同作用下，產(chǎn)生的二次電子通過在介質(zhì)層(8)表面的跳躍向陽極(4)方向運(yùn)動(dòng)，并達(dá)到陽極(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小場(chǎng)發(fā)射陰極三極管中門柵電極截獲電流的方法，其特征在于在門柵電極(3)的朝向陰極電極(1)的一面制作介質(zhì)層(8)，也可以是在整個(gè)門柵電極(3)表面制作介質(zhì)層(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小場(chǎng)發(fā)射陰極三極管中門柵電極截獲電流的方法，其特征在于門柵電極(3)對(duì)應(yīng)的微尖電子發(fā)射體(2)的個(gè)數(shù)可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的減小場(chǎng)發(fā)射陰極三極管中門柵電極截獲電流的方法，其特征在于介質(zhì)層(8)采用二次電子發(fā)射系數(shù)大的材料，如MgO等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的減小場(chǎng)發(fā)射陰極三極管中門柵電極截獲電流的方法，其特征在于介質(zhì)層(8)采用在真空中性能較穩(wěn)定的介質(zhì)材料，如SiO2等。
全文摘要
一種減小場(chǎng)發(fā)射陰極三極管中門柵電極截獲電流的方法，涉及場(chǎng)發(fā)射器件，特別是對(duì)遠(yuǎn)門柵電極的場(chǎng)發(fā)射陰極三極管為提高陽極電流，減小門柵電極對(duì)電流的截獲而采用的方法。它包括制作在陰極電極1上的微尖電子發(fā)射體2、一塊控制微尖發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)的帶有電子引出孔的門柵電極3和將具有比門柵電極電位更高使電子從門柵電極抽出并加速的陽極4，其特征是在門柵電極3上，有為減小門柵電極3電流截獲的介質(zhì)層8，微尖電子發(fā)射體2上發(fā)射的電子，有部分轟擊到門柵電極3的介質(zhì)層8上而產(chǎn)生二次電子發(fā)射，在門柵電極3和陽極電位的共同作用下，產(chǎn)生的二次電子通過在介質(zhì)層8表面的跳躍向陽極4方向運(yùn)動(dòng)，并達(dá)到陽極4，應(yīng)用這種技術(shù)，可以降低門柵電極對(duì)陰極發(fā)射電子的截獲，同時(shí)可以提高器件的可靠性。
文檔編號(hào)H01J9/02GK1411016SQ0213864
公開日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2002年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月22日
發(fā)明者張小兵, 雷威 申請(qǐng)人:東南大學(xué)