Страница:Радиофронт 1936 г. №07.djvu/20

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


Поэтому сотни физических лабораторий всего мира, тысячи ученых и исследователей много лет работают над увеличением чувствительности фотоэлементов.

Как же увеличить чувствительность фотоэлемента с помощью вторично-электронного эффекта?

Рассмотрим специальный фотоэлемент (рис. 2), перед анодом которого помещена сетка и сам анод которого сделан из материала с большим коэфи- цнентом вторичной эмиссии.

Материалами с большим коэфициентом вторичной эмиссии будем называть в дальнейшем материалы, с поверхности которых попадающий на иих с большой скоростью первичный электрон выбивает несколько вторичных. Специальной обработки поверхности некоторых металлов очувствлением этих поверхностей можно добиться того, что на один первичный электрон будет приходиться до десяти вторичных.

Если теперь подадим на анод (рис. 2) большое положительное напряжение, а фототок при освещении фотоэлемента будем снимать с сетки, на которой создадим еще большее положительное напряжение, то чувствительность такого фотоэлемента (или выходной ток при одинаковой освещенности) окажется в несколько раз большей.

Чтобы понять, отчего это происходит, проследим путь отдельного электрона в таком фотоэлементе.

Вырванный из катода действием света фотоэлектрон полетит к сетке фотоэлемента и, пролетев сквозь нее, ударится с большой скоростью о поверхность анода. Из анода при этом будет вырвано несколько вторичных электронов, имеющих малую скорость. Эти электроны пойдут к более положительной сетке, и таким образом на сетку попадет уже не один, а несколько электронов. В результате этого мы я заметим, что чувствительность фотоэлемента возрастает в несколько раз.

Хотя возможность такого усиления слабых токов была известна сравнительно давно и многими исследователями были даже предложены различные конструктивные решения этой идеи 1, но вопрос практического использования вторично-электронного эффекта оставался нерешенным и в значительной мере забытым. Происходило это главным образом из-за принципиальной невозможности получить здесь значительный усилительный эффект.

Невозможность получения в этом случае значительных усилении становится очевидной при рассмотрении результатов исследований вторичноэлектронного эффекта, которые проводились многими учеными.

При изучении явлений вторично-электронной эмиссии оказалось, что ковфициент усиления а или число вторичных электронов, приходящихся на одни первичный, зависит в основном от материала, излучающего вторичные электроны (особенно от его поверхности), и от скорости первичных электронов, вызывающих излучение вторичных электронов.

Коэфициент усиления чистых металлов весьма невелик и в лучших условиях не достигает двух. Больших коэфициентов усиления достигают специальной обработкой поверхностей металлов, весь- 11 Slepian—патевт 1,4Б0, 265, Америка 1919 г. British Thomson- Houston Co-патент 364005, Англия н др.

ма похожей на очувствление катодов фотоэлементов. В частности очувствление серебра цезием, дающее максимальный вторично-электронный эффект, производится почти так же, как изготовление цезиевых фотоэлементов.

Для цезированных поверхностей коэфициент усиления может достигать 10. На кривой (рис. 3) 2 показана зависимость коэфициента усиления 0 от скорости первичных электронов, выраженной в вольтах3 для цезированных поверхностей серебра. Как видно из кривой, излучение электронов достигает при напряжении около 1 000 V максимума и при дальнейшем увеличении скорости первичных электронов вновь начинает убывать.

Таким образом максимальное усиление, которое можно получить в настоящее время в рассмотренной выше системе, не может превышать нескольких единиц. При этом поверхность анода должна быть специально обработана (очувствлана), а общее напряжение, применяемое в таком усилителе, должна достигать весьма значительной величины. Понятно, что такой усилитель, выполненный например как фотоэлемент (а проще всего этот принцип может быть использован в фотоэлементах), не давал сколько-нибудь существенных преимуществ, был сравнительно сложен и никакого практического значения и распространения не получил.

В таком состоянии находилась проблема использования вторично-электронного усиления до 1930 г., когда инженером Кубецкнм в СССР4 были сфор-

Рис. 3

мулированы новые принципы вторично-электронного усиления, заключающегося в многократном использовании вторично-электронного эффекта с ряда последовательных электродов, расположенных в одной трубке. В 1934 г. эти принципы были также опубликованы и было описано их осуществление Фарнсвортом9.

Электроны, испускаемые в такой трубке каким- либо источником эмиссии, например фотокатодом (рис. 4), попадают в ускоряющее поле первого электрода, имеющего большой положительный потенциал, и, приобретя скорость, соответствующую потенциалу этого электрода, ударяются об его поверхность. Если эта поверхность была предварительно очувствлена, то первичные электроны, падающие с большой скоростью на электрод, вы~ * ** Кривая вяята вя етятьн Jams and Salzbergf. Рг. Inst. Rad. Eng. M. M 1. 55, 1035.

  • В настоящее время скорости влектроиов прннято выражать в вольтах; как нявестно, саорость алектрона, движущегося в вакууме, яавяент только от пройденной им раяностн потенциалов я Легко может быть вычислена по формуле:

V =600 V и ,ОЛЬТ км|сек-

  • Кубецкян — автоэское свидетельство № 24040 н М 74242 1930 г.
  • Journal of the Franklin Institute! Oktober, 1934 r-