Затухание свечения рекомбииационкых люминофоров описывается 8Ырах<ением 1(= 1(1 + at), соответствующим гиперболе второго порядка. У реальных люминофоров характер еатухаиия обычно отклоняется от указанной вависимости.

В общем случае кривые затухания свечения данных люминофоров .(рис. 21,6) могут иметь начальный экспоненциальный участок и участок, да котором, интенсивность люминесценции уменьшается согласно эмпирической формуле Беккереля 1(= 11(1 + cQ", где /в. If- начальная и конечная (на момент времени t) интенсивности свечения; п = = 1 ...2 - показатель степени.

Время затухания зависит от интенсивности возбух<дающего света {{ температуры. Чем больше интенсивность возбуждающего света, тем }ыстрее происходит затухание. С поних<ением температуры затухание свечения замедляется.

«. ЯРКОСТЬ СВЕЧЕНИЯ ЭКРАНА

Яркость свечения экрана является одним из основных параметров электронно-лучевой трубки. Этот параметр зависит от энергетической «отдачи» люминофора, спектральной характеристики и от удельной нагрузки люминофорного слоя, от способа нанесения экрана и режимов возбуждения.

Зависимость яркости свечения экрана от режимов возбуждения может быть выражена формулой

B=.kJ(U-u,r, (3.1)

где k - константа, зависящая от природы люминофора; Ua-.- напряжение анода; f/o- «мертвое» напрях<ение (минимальное иапря.жение, необходимое для прохождения поверхностного слоя люминофора, при котором возникает свечение). Коэффициент нелинейности п находится в пределах 1...2.

Светотехнические параметры некоторых промышленных люминофоров приведены в табл. 3.

Кривая зависимости яркости от ускоряющего напряжения (рис. 22,а) имеет параболический характер, т". е. хорошо удовлетворяет уравнению (3.1) в широком диапазоне напряжения Ua- Линейный характер зависимости яркости свечения экрана от плотности тока (рис. 22,6) имеет место только при малых значениях /. При достих<ении определенных значений плотности тока яркость свечения достигает насыщения. Эти значения зависят от состава люминофора (например, для люминофора ZnaSiOj- Мп насыщение достигается при / = 10 А/см, а для ZnS • Ag - при / = 200 мкА/см).

Кривые зависимости, изображенные на рис 22, показывают, что . для увеличения яркости свечения целесообразно повышать ускоряющее напряжение, оставляя плотность тока небольшой. Однако повышение анодного напряжения ограничивается соответствующим снижением чувствительности отклонения. Поэтому в процессе эксплуатации ЭЛТ приходится выбирать приемлемый компромисс между плотностью тока и ускоряющим напряжением.

Зависимость светоотдачи от свойств экрана. Эффективность экранов трубок, предназначенных для визуального наблюдения, обычно оценивается светоотдачей*.

•Сила света, излупаемая в направ.тенин. перпендивдлярном экрану, и приходящаяся на i Вт мощности электронного луча.

Светоотдача зависит как от свойств люминофора, экрана, так и от режима возбуждения. Свечение, возбуждаемое электронным лучом иа разных глубинах от поверхности экрана, по-разному рассеивается в кристаллах люминофора, прежде чем достигает наблюдателя. Если толщина слоя намного больше толщины проиикновеиия в него электронов, имеет место большое рассеивание света и яркость свечения со стороны наблюдателя невелика. Если толщина люмииофориого слоя

3. Светотехнические параметры люминофоров

12 го а

Люминофор

ZnjSiOi • Мп ZnO • Zn ZnS . Ag ZnS • Mn

ZnS • CdS Ag

UM Ca - WO4 YVO4 Eu

100 10-20 50-500 200-300 300 100 200-400

1,4 I 1. 1,0

2,0 1,5

Is

42 ... 45

26 8 10

90 . ..100 2 16

6 j,mkA/cm

Рис. 22. Кривые зависимости яркости свечения экрана от ускоряющего напряжения (а) и плотности тока (б)

Рис. 23. Кривые зависимости световой отдачи от толщины слоя люминофора:

у - £/ = 14 кВ; г - £/ = 18 кВ

настолько мала, что он полностью «пробивается» электронами, эффективность использования энергии также снижается, так как часть энергии электронов теряется на стекле экрана.

Поэтому для каждого анодного напряжения имеется оптимальная толщина слоя люминофора. Кривая зависимости световой отдачи от толщины слоя люминофора имеет пологий максимум, который Сдвигается в сторону больших толщин с увеличением анодного напряжения (рис. 23).

7. ПОТЕНЦИАЛ ЭКРАНА

Для экранов, у которых слой люминофора наносится на проводящую подложку или поверх него, имеется проводящее покрытие (например алюминий), соединенное с анодом прожектора. Потенциал

ВТОГО покрытия равен потенциалу последнего. Во многих типах ЭЛТ слой люминофора, удельное сопротивление которого lO-lOi* Ом • см, наносится на дно колбы с удельным сопротивлением 10"-10 Ом • см. Таким образом, экран в целом является диэлектриком и его потенциал может существенно отличаться от потенциала анода.

При бомбардировке непроводящего экрана влектронным пучком приносимый электронами отрицательный заряд будет накапливаться на экране и потенциал его поверхности будет уменьшаться. Для нормальной работы прибора с непроводящим экраном необходим отвод с него электрического заряда с помощью вторичной электронной эмиссии.

Энергия электронов, приходящих на экран, расходуется на возбуждение свечения и нагревание последнего, а также возбуждение вторичной электронной эмиссии. Доля энергии, затраченная на возбуждение вторичной электронной эмиссии, зависит от свойств слоя люминофора.

Рис. 24. Зависимости коэффициента вторичной эмиссии от энергии первичных э,пектронов (а) и яркости свечения экрана от времени работы трубки (б)

Коэффициент вторичной электронной эмиссии опредепяется как отношение тока вторичных электронов к току первичных, т. е. а = = Ljlx- Зависимость а от энергии первичных электронов выражается кривой с послогим максимумом (рис. 24, а).

В случае диэлектриков, у которых в некотором диапазоне значений ускоряющего напряжения всегда а> 1, на кривой имеются две точки (а, б), в которых а= 1. Потенциалы в этих точках называются первым (f/,,) и вторым (t/g) критическими потенциалами. Для первого критического потенциала характерно то, что при I/., <: t/, начинается резкое падение яркости, вплоть до ее исчезновения, в связи с накоплением на поверхности экрана избытка отрицательных зарядов первичных электронов. Объясняется это тем, что при малых значениях ускоряющего напряжения электрический пучок не проникает в толщу люминофора (скапьзит по поверхности), а это не приводит к образованию вторичной электронной эмиссии.

Для второго критического потенциала характерно то, что при fa энергия первичных электронов настолько велика, что они

проникают сквозь толщу .люминофора и накапливаются на стекле баллона. При этом вторичная эмиссия резко падает и дальнейшее повышение ускоряющего напряжения не приводит к увеличению яркости. Следовательно, рабочее напряжение электроино-лучевой трубки должно находиться в пределах между первым и вторым критическими потенциалами.

Большинство выпускаемых ЭЛТ имеют алюминированный экран, в таких ЭЛТ потенциал экрана равен потенциалу анода. В случае применения ЭЛТ с неалюминированным экраном потенциал экрана может