Музей електронних раритетів - Пасив - Вторинні електронні помножувачі
ФЕУ, фотоелектронні помножувачі – досить відомий клас приладів. А ось подібні до них ВЕУ - куди більш рідкісна річ.
Взагалі кажучи, вторинні електронні помножувачі, як такі, є складовою деяких електровакуумних приладів (тіх самих ФЕУ, електронно-оптичних перетворювачів, ряду передавальних електронно-променевих приладів — дисекторів, суперортиконів та ін., а також приймально-підсилювальних ламп). Однак, коли їх зазвичай згадують, то мають на увазі самостійні прилади, що служать для безпосередньої реєстрації електромагнітного випромінювання або частинок.
ВЕУ знаходять широке застосування в ядерній фізиці, космічних дослідженнях, метрології та ін. Прилади призначені для реєстрації заряджених частинок малих енергій, а також жорсткого ультрафіолетового та м'якого випромінювань. Ці випромінювання сильно поглинаються речовиною оболонки, тому вторинно-електронні помножувачі виготовляються із відкритим входом.
Такі приймачі, що виконуються без оболонки або мають незахищене (відкрите) вхідне вікно, називають ВЕУ відкритого типу. Їх використовують в установках, що працюють в умовах природного вакууму (при космічних дослідженнях), і високовакуумних вимірювальних пристроях (скануючих електронних мікроскопах, мас-спектрометрах та ін.) при тисках зазвичай не більше 10 -3 Па.
Специфічна вимога, що висувається до ВЕУ відкритого типу, — здатність зберігати робочі параметри при зіткненні його поверхонь, що емітують, з повітрям. Цьому сприяють захисні властивості тонкої (2,5-5нм) емісійної оксидної плівки (Al2O3, BeO) на алюмінії або сплаві CuBe.
Гідність ВЕУ - стійкість параметрів до впливу повітря, а каналових ВЕУ, крім того, малі габарити, маса та зручність в експлуатації.
Напруга живлення ВЕУ 2,5 ... 4,5 кВ, коефіцієнт посилення становить 107. 10 8 власні шуми не більше 1 одноелектронного імпульсу в секунду. Як бачимо, параметри досить хороші, щоб із такими помножувачами було зручно працювати у режимі рахунки одноелектронних імпульсів для вимірювання слабких потоків.
ВЕУ дуже зручні у багатьох відношеннях, у тому числі тим, що не вимагають харчування дільників напруги. Їх внутрішня поверхня покрита тонким напівпровідниковим окисним шаром, яким при робочому напрузі живлення тече струм порядку часток міліампера. Через це виникають два цікаві ефекти.
По-перше, амплітуда одноелектронного імпульсу на виході обмежена. Короткий (порядку 10 -8 с) вихідний імпульс забирає з поверхні близько 10 -10 . 10 -11 Кл, тому поверхня заряджається позитивно. Збільшення напруги живлення не допоможе тому зробити амплітуду імпульсу більшою за деяку, при якій ця позитивна зарядка стане критичною. У робочому режимі одноелектронні імпульси ВЕУ мають тому значно вужче амплітудне розподіл, ніж у стандартних ФЭУ. Це зручно, але одночасно виникає другий, незручний ефект.
При струмі живлення 10-4 А наведений заряд 10-10 Кл може бути нейтралізований тільки за час порядку 10-6 с. Отже, протягом мікросекунди ВЕУ не здатний відпрацювати наступний імпульс, так що допустима швидкість рахунку ВЕУ обмежена завантаженнями приблизно 10 5 або меншеімпульсів за секунду.
Коефіцієнт посилення при калібрі трубки (відношенні довжини до внутрішнього діаметру) К = 50 і робочому напрузі 1,5-2 кВ може досягати 105-106. Для забезпечення лінійності світлової характеристики вихідний струм сигналу не повинен перевищувати десяту частину струму, що протікає в стінках каналу. Значення струму в стінках каналу обмежене можливим розігрівом та руйнуванням емісійного шару. Тому канальні системи помноження є слаботочними. У канальних помножувачів ефективність збору вторинних електронів мала, тому що частина потоку вторинних електронів за рахунок розподілу по кутах вильоту потрапляє в поле, що гальмує, і не бере участі в процесі множення. У канальних системах через відсутність фокусування спостерігається значно більша неоднорідність траєкторій електронів, ніж у дискретних системах. Однак це не призводить до значного розкиду часів прольоту електронів за рахунок малих розмірів каналу і абсолютна величина розкиду може бути суттєво меншою, ніж у системах надискретні диноди.
Недоліками прямих трубок є оптичні та іонні зворотні зв'язки, тому їх згинають або надають форму спіралі.
Вторинно-електронний помножувач канального типу, з електростатичним фокусуванням електронів та відкритим входом, призначений для реєстрації заряджених та нейтральних частинок, ультрафіолетового та м'якого рентгенівського випромінювань.
Конструктивні особливості – має відкритий вхід, діаметр вхідного вікна 8 мм. Число динодів – 1.
Канал ВЕУ-6 є тонкою трубкою, діаметром близько 1.5 мм, вигнуту по радіусу 5. 6 мм. На вході канал розширюється конусом 90 до діаметра 1 см.
Функції дільника напруги виконують каналові емітери.
Існує у двох модифікаціях - з клейовим або механічним кріпленням помножувача та висновків до корпусу.
Детальні дані на нього від виробника, заводський паспорт та довідковий лист із галузевого довідника.
Виробник – орджонікідзевський завод "Гран".
Електричні параметри
| Коефіцієнт посилення напруги - не менше 1х108 | |
| Струм живлення каналу при напрузі 4000 В - 5. 20 мкА | |
| Напруга між джерелом електронів та входом приладу - 200. 600 В | |
| Темновий фон - не більше l імп/с | |
| Амплітудна роздільна здатність - не більше 0,5 | |
| Швидкість рахунку - не більше 105 імп/с. | |
| Середній вихідний струм - не більше 1 мкА | |
| Напруга живлення – не більше 4 кВ | |
| Коефіцієнт посилення 1х10 8 . 7х10 8 | |
| Температура прогріву у вакуумі не нижче 133х10 -5 Па (10 -5 мм рт. ст.) протягом не більше 5 год - 200°C | |
| Напрацювання - 300 год |
1. Кацнельсон Б.В. та ін Електровакуумні електронні та газорозрядні прилади: Довідник / Б.В. Кацнельсон, А.М. Калугін, А.С. Ларіонів; За заг. ред. А.С. Ларіонова. - 2-ге вид., перераб. та дод. - М: Радіо і зв'язок, 1985.