一種帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管，包括陰極、陽(yáng)極和柵極，所述陰極包括陰極基板和制作在陰極基板表面上的場(chǎng)發(fā)射冷陰極，所述柵極設(shè)置在陰極和陽(yáng)極之間，在柵極上設(shè)置有與場(chǎng)發(fā)射冷陰極對(duì)應(yīng)的柵孔；所述陰極基板表面為相對(duì)柵極具有凸出弧度的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的一種帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管，與傳統(tǒng)場(chǎng)發(fā)射冷陰極三極管技術(shù)相比，不僅具有發(fā)射均勻性好、陰極與柵極間電容小等優(yōu)點(diǎn)，還可以避免傳統(tǒng)場(chǎng)發(fā)射陰極因邊緣場(chǎng)過(guò)于集中帶來(lái)的打火、陰極損傷等。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三極管，尤其涉及一種帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的場(chǎng)發(fā)射冷陰極三極管技術(shù)，特別是采用絲網(wǎng)印刷方法制作的場(chǎng)發(fā)射冷陰極三極管，如圖1、圖2所示，包括陰極、陽(yáng)極和柵極，所述陰極包括陰極基板和制作在陰極基板表面上的陰極發(fā)射材料(冷陰極材料或場(chǎng)發(fā)射冷陰極)，所述柵極設(shè)置在陰極和陽(yáng)極之間，在柵極上設(shè)置有與場(chǎng)發(fā)射冷陰極對(duì)應(yīng)的柵孔；一般陰極基板為平板金屬結(jié)構(gòu)，陰極發(fā)射材料制作在陰極基板的中心區(qū)域，所述柵極用于控制陰極發(fā)射材料的發(fā)射；在陰極上施加零電位，柵極上施加電壓Vg以控制冷陰極場(chǎng)發(fā)射電流，陽(yáng)極上施加正高壓Va以抽取電子。
[0003]在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，當(dāng)柵極上施加控制陰極發(fā)射的正電位時(shí)，由于陰極基板邊緣部分電場(chǎng)將比較強(qiáng)，如果陰極發(fā)射材料制作的面積完全覆蓋陰極基板，則陰極發(fā)射材料在邊緣部分的發(fā)射因?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)而發(fā)射電流大，而中心區(qū)域因?yàn)殡妶?chǎng)相對(duì)弱而不發(fā)射或發(fā)射很小，產(chǎn)生發(fā)射的不均勻；因此要避免邊緣效應(yīng)的發(fā)生，一般將陰極發(fā)射材料制作在陰極基板的中心部分，面積做得比陰極基板的面積小。在柵極施加恒定直流電壓的情況下，陰極基板面積對(duì)發(fā)射沒(méi)有大的影響；但當(dāng)柵極上施加有交變電壓信號(hào)時(shí)，陰極基板面積大將帶來(lái)陰極與柵極之間電容比較大的問(wèn)題，使交變信號(hào)的頻率不能很高，要達(dá)到一定的場(chǎng)發(fā)射電流、大電容時(shí)要求的柵極信號(hào)功率大，損耗也大。因此要盡可能地降低陰極和柵極間的電容，最好使在邊緣場(chǎng)效應(yīng)能夠被克服的情況下，陰極發(fā)射面積盡可能小，如:使陰極發(fā)射面積和陰極基板面積相同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管，拉長(zhǎng)陰極基板周邊區(qū)域相對(duì)中心區(qū)域與柵極面的距離，減少陰極基板周邊區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度，減少柵極和陰極之間的電容。
[0005]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管，包括陰極、陽(yáng)極和柵極，所述陰極包括陰極基板和制作在陰極基板表面上的場(chǎng)發(fā)射冷陰極，所述柵極設(shè)置在陰極和陽(yáng)極之間，在柵極上設(shè)置有與場(chǎng)發(fā)射冷陰極對(duì)應(yīng)的柵孔；所述陰極基板表面為相對(duì)柵極具有凸出弧度的結(jié)構(gòu)。
[0007]上述結(jié)構(gòu)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，改變了陰極基板的結(jié)構(gòu)，由于采用了凸出弧度的結(jié)構(gòu)，這樣就拉長(zhǎng)了陰極基板周邊區(qū)域相對(duì)中心區(qū)域與柵極面的距離，有效減少了陰極基板周邊的電場(chǎng)強(qiáng)度；當(dāng)柵極施加電壓后，能夠抵消在陰極基板邊緣形成的邊緣場(chǎng)效應(yīng)，補(bǔ)償場(chǎng)發(fā)射冷陰極中心區(qū)域與邊緣區(qū)域的電場(chǎng)差。
[0008]作為一種具體的結(jié)構(gòu)，所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極可以覆在陰極基板表面的整個(gè)區(qū)域制作；這樣，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，在具備相同的場(chǎng)發(fā)射冷陰極面積時(shí)，可以減小陰極基板的面積，以減小柵極和陰極之間的電容。[0009]作為另一種具體的結(jié)構(gòu)，所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極覆在陰極基板表面的中心區(qū)域制作。
[0010]作為再一種具體的結(jié)構(gòu)，所述陰極基板表面的中心區(qū)域?yàn)槠矫娼Y(jié)構(gòu)，所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極覆在陰極基板表面的中心區(qū)域的平面結(jié)構(gòu)上制作；當(dāng)柵極施加電壓后，能夠減少在陰極基板邊緣形成的邊緣場(chǎng)效應(yīng)。
[0011]優(yōu)選的，所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極采用物理沉積、化學(xué)氣相沉積、絲網(wǎng)印刷或電弧方法制作在陰極基板表面上。
[0012]優(yōu)選的，所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極為納米材料冷陰極、場(chǎng)發(fā)射陰極薄膜或場(chǎng)發(fā)射微尖陣列。
[0013]優(yōu)選的，所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極的材料為碳納米管、納米氧化鋅、石墨烯中的一種或兩種以上的混合。
[0014]本案的設(shè)計(jì)原理，同樣可以應(yīng)用于設(shè)計(jì)X射線管、微波管，以及其他冷陰極真空電子器件中，用于提高陰極表面場(chǎng)發(fā)射均勻性，提高器件性能。
[0015]有益效果:本發(fā)明提供的一種帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管，與傳統(tǒng)場(chǎng)發(fā)射冷陰極三極管技術(shù)相比，不僅具有發(fā)射均勻性好、陰極與柵極間電容小等優(yōu)點(diǎn)，還可以避免傳統(tǒng)場(chǎng)發(fā)射陰極因邊緣場(chǎng)過(guò)于集中帶來(lái)的打火、陰極損傷等。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為傳統(tǒng)的冷陰極三級(jí)管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為傳統(tǒng)的冷陰極三級(jí)管中陰極基板與場(chǎng)發(fā)射冷陰極的位置示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]其中，I為陰極基板，2為場(chǎng)發(fā)射冷陰極，3為柵孔，4為柵極，5為陽(yáng)極，6為引出線。【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0022]一種帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管，包括陰極、陽(yáng)極5和柵極4，所述陰極包括陰極基板I和制作在陰極基板I表面上的場(chǎng)發(fā)射冷陰極2，所述柵極4設(shè)置在陰極和陽(yáng)極5之間，在柵極4上設(shè)置有與場(chǎng)發(fā)射冷陰極2對(duì)應(yīng)的柵孔3 ;所述陰極基板I表面為相對(duì)柵極4具有凸出弧度的結(jié)構(gòu)。
[0023]如圖3所示，所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極2可以覆在陰極基板I表面的整個(gè)區(qū)域制作。
[0024]所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極2還可以覆在陰極基板I表面的中心區(qū)域制作；一種具體結(jié)構(gòu)如圖4所示，所述陰極基板I表面的中心區(qū)域?yàn)槠矫娼Y(jié)構(gòu)，所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極2覆在陰極基板I表面的中心區(qū)域的平面結(jié)構(gòu)上制作。
[0025]一般來(lái)說(shuō)，所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極2可以采用物理沉積、化學(xué)氣相沉積、絲網(wǎng)印刷或電弧方法制作在陰極基板I表面上。
[0026]一般來(lái)說(shuō)，所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極2可以為納米材料冷陰極、場(chǎng)發(fā)射陰極薄膜或場(chǎng)發(fā)射微尖陣列。
[0027]—般來(lái)說(shuō)，所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極2的材料可以為碳納米管、納米氧化鋅、石墨烯中的一種或兩種以上的混合。[0028]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管，包括陰極、陽(yáng)極(5)和柵極(4)，所述陰極包括陰極基板(I)和制作在陰極基板(I)表面上的場(chǎng)發(fā)射冷陰極(2)，所述柵極(4)設(shè)置在陰極和陽(yáng)極(5)之間，在柵極(4)上設(shè)置有與場(chǎng)發(fā)射冷陰極(2)對(duì)應(yīng)的柵孔(3);其特征在于:所述陰極基板(I)表面為相對(duì)柵極(4 )具有凸出弧度的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管，其特征在于:所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極(2)覆在陰極基板(I)表面的整個(gè)區(qū)域制作，或覆在陰極基板(I)表面的中心區(qū)域制作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管，其特征在于:所述陰極基板(I)表面的中心區(qū)域?yàn)槠矫娼Y(jié)構(gòu)，所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極(2)覆在陰極基板(I)表面的中心區(qū)域的平面結(jié)構(gòu)上制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管，其特征在于:所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極(2)采用物理沉積、化學(xué)氣相沉積、絲網(wǎng)印刷或電弧方法制作在陰極基板(I)表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管，其特征在于:所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極(2 )為納米材料冷陰極、場(chǎng)發(fā)射陰極薄膜或場(chǎng)發(fā)射微尖陣列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電場(chǎng)補(bǔ)償?shù)睦潢帢O三極管，其特征在于:所述場(chǎng)發(fā)射冷陰極(2)的材料為碳納米管、納米氧化鋅、石墨烯中的一種或兩種以上的混合。
【文檔編號(hào)】H01J21/10GK103632903SQ201310078874
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月12日
【發(fā)明者】張曉兵, 雷威, 王琦龍 申請(qǐng)人:東南大學(xué)