crt显示原理

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1、CRT显示技术曾叱咤风云CRT显示技术曾叱咤风云今天逐渐人老珠黄，是 否能再觅春天今天逐渐人老珠黄，是 否能再觅春天 ？第三章第三章CRT显示原理显示原理1、CRT显示的基本原理显示的基本原理电场或磁场把阴极发射的电子聚成束，同时控制其运动方向，依次轰击不同部位的荧光粉使之发光。电场或磁场把阴极发射的电子聚成束，同时控制其运动方向，依次轰击不同部位的荧光粉使之发光。我们所看到的显示图像就是把加在电子枪栅极或阴极上的随时间变化的视频电信号变成荧光屏上按空间分布的亮度随电信号强弱而变化的相应光信号，从而得到与原被摄景物几何相似明暗对应的适合人眼视觉特性要求的光学图像。我们所看到的显示图像就是把加在

2、电子枪栅极或阴极上的随时间变化的视频电信号变成荧光屏上按空间分布的亮度随电信号强弱而变化的相应光信号，从而得到与原被摄景物几何相似明暗对应的适合人眼视觉特性要求的光学图像。GATGAT2、 阴极射线致发光的基本理论、 阴极射线致发光的基本理论（1）复合发光模型）复合发光模型能量吸收在基质中进行，而能量辐射则在激活剂上产生，即发光全过程在整个晶体内完成。由于全过程中晶体内伴随有电子和空穴的漂移或扩散，从而常常产生光电导现象，因此，复合发光又称光电导型发光。相对而言，复合发光余辉较长，一般称为磷光。能量吸收在基质中进行，而能量辐射则在激活剂上产生，即发光全过程在整个晶体内完成。由于全过程中晶体内伴

3、随有电子和空穴的漂移或扩散，从而常常产生光电导现象，因此，复合发光又称光电导型发光。相对而言，复合发光余辉较长，一般称为磷光。晶态发光体的复合发光的特点：晶态发光体的复合发光的特点：典型的阴极射线致复合发光体能带模型典型的阴极射线致复合发光体能带模型ZnSCuAgAu (ClBrI)i或或或或基质基质激活剂激活剂协同激活剂协同激活剂协同激活剂构成 的陷阱能极协同激活剂构成 的陷阱能极S-构成的满带构成的满带Zn+构成的导带构成的导带激活剂构成的局 部基态能级（发 光中心）激活剂构成的局 部基态能级（发 光中心）激活剂构成的局 部能级的激发态激活剂构成的局 部能级的激发态ooAABB斯托克斯损失

4、斯托克斯损失 实际上，晶格点处的原子实际上，晶格点处的原子(或离子或离子)并不完全静止在平衡位置 上，而是在平衡点附近振动。因此，原子的位置不一定在平衡 点上，而可能在平衡点附近的一段线段的任一点上，亦即有一 个吸收带。同样，也有并不完全静止在平衡位置 上，而是在平衡点附近振动。因此，原子的位置不一定在平衡 点上，而可能在平衡点附近的一段线段的任一点上，亦即有一 个吸收带。同样，也有个发射带。所以，晶态发光体的发射 光谱具有一定的带宽，并且，光谱分布通常是钟形的。个发射带。所以，晶态发光体的发射 光谱具有一定的带宽，并且，光谱分布通常是钟形的。（2）分立发光的位形坐标模型）分立发光的位形坐标模

5、型分立发光的特点是能量的吸收和辐射发生在晶体单分子中的激活剂附近，也即发光中心上，因而称其为短时非光电寻型发光（荧光）。分立发光的特点是能量的吸收和辐射发生在晶体单分子中的激活剂附近，也即发光中心上，因而称其为短时非光电寻型发光（荧光）。（3）阴极射线发光体的发光动力学）阴极射线发光体的发光动力学由于晶态发光体的发光机构比较复杂，致使其发光在激发时的增长和激发停止后的衰落，虽有某种规律，但却相当复杂。由于晶态发光体的发光机构比较复杂，致使其发光在激发时的增长和激发停止后的衰落，虽有某种规律，但却相当复杂。研究发光体发光的增长和衰落的理论。研究发光体发光的增长和衰落的理论。发光动力学发光动力学发

6、光的增长和衰落的规律，特别是长余辉的哀落过程， 一般分三种类型：发光的增长和衰落的规律，特别是长余辉的哀落过程， 一般分三种类型： 发光增长呈抛物线，然后趋于饱和，衰减规律则呈双曲线。发光增长呈抛物线，然后趋于饱和，衰减规律则呈双曲线。It 增长时呈抛物线，但衰减时首先急副下降，然后近乎双曲线式缓慢减小。 增长时呈抛物线，但衰减时首先急副下降，然后近乎双曲线式缓慢减小。It 激发增长瞬时非常迅速，然后缓慢上升，激发停止后发光强度突然跌落，然后又缓慢下降，近乎双曲线。 激发增长瞬时非常迅速，然后缓慢上升，激发停止后发光强度突然跌落，然后又缓慢下降，近乎双曲线。（4）阴极射线发光中的电子穿透深度与

7、二次电子发射）阴极射线发光中的电子穿透深度与二次电子发射电子穿透深度电子穿透深度当具有一定能量的一次电子，射向晶态发光体表面时，将发生三种情况；当具有一定能量的一次电子，射向晶态发光体表面时，将发生三种情况；弹性散射：弹性散射：一次电子在发光体表面受到点阵原子的碰撞而离开发光体。但只改变方向，没有任何能量损失。一次电子在发光体表面受到点阵原子的碰撞而离开发光体。但只改变方向，没有任何能量损失。非弹性散射非弹性散射一次电子入射到发光体表面时因碰撞而损失部分能量，改变了运动方 向。一次电子入射到发光体表面时因碰撞而损失部分能量，改变了运动方 向。弹性散射、非弹性散射、穿透进入发光体弹性散射、非弹性

8、散射、穿透进入发光体一次电子进入发光体内部，在穿行路径上不断地与点阵原子相碰撞，电子的动量逐渐减小，速度逐渐减慢，碰撞截面增大，被其激发的电子数增多，而这些被激发的电子，在其运动过程中，又相继碰撞被激发的另一些电子，显然，当一次电子的速度减慢而接近于热振动的速度，也就是说，在电子运动行程终点附近时，产生的激发电子数量最多。此时，便在发光体内部形成一个一次电子进入发光体内部，在穿行路径上不断地与点阵原子相碰撞，电子的动量逐渐减小，速度逐渐减慢，碰撞截面增大，被其激发的电子数增多，而这些被激发的电子，在其运动过程中，又相继碰撞被激发的另一些电子，显然，当一次电子的速度减慢而接近于热振动的速度，也就

9、是说，在电子运动行程终点附近时，产生的激发电子数量最多。此时，便在发光体内部形成一个近乎球形近乎球形的一次电子和二次电子的散射空间。当一次电子能量增加，其穿透深度也增加，球形区域离开表面较远，出现了一个的一次电子和二次电子的散射空间。当一次电子能量增加，其穿透深度也增加，球形区域离开表面较远，出现了一个狭长的颈部狭长的颈部。穿透进入发光体穿透进入发光体二次电子发射二次电子发射电子轰击发光体时，引起表面原子强烈震动，使一部 分与原子核结合较松的电子脱落出来，如果这些电子从 轰击电子获得能量足以克服壁垒的话，电子就可以跑出 物体。电子轰击发光体时，引起表面原子强烈震动，使一部 分与原子核结合较松的

10、电子脱落出来，如果这些电子从 轰击电子获得能量足以克服壁垒的话，电子就可以跑出 物体。当一次电子射入发光体时，沿着它们的途径产生二次电子，二次电子一部分从晶体中逸出，另一部分参于发光过程。当一次电子射入发光体时，沿着它们的途径产生二次电子，二次电子一部分从晶体中逸出，另一部分参于发光过程。 二次电子的密度随一次电子穿透深度而变化。二次电子的密度随一次电子穿透深度而变化。如果二次电于产生处的深度大于二次电子的自由程，则这些二次电子将不能抵达表面，即二次电子发射不充分，屏将被充电排斥一次电子，使一次电子能量降低，发光效率降低。如果二次电于产生处的深度大于二次电子的自由程，则这些二次电子将不能抵达表

11、面，即二次电子发射不充分，屏将被充电排斥一次电子，使一次电子能量降低，发光效率降低。二次电子产生的数量近似地与所 在处入射电子能量的平方倒数成正 比，因此二次电子的最大数量，将发 生在一次电子途径的终点附近。二次电子产生的数量近似地与所 在处入射电子能量的平方倒数成正 比，因此二次电子的最大数量，将发 生在一次电子途径的终点附近。二次电子的发射率对发 光显示十分重要二次电子的发射率对发 光显示十分重要二次电子发射比二次电子发射比发射出来的二次电子与入射电子的数量之比。发射出来的二次电子与入射电子的数量之比。二次电子发射比随一次电子电压二次电子发射比随一次电子电压U的变化曲线：的变化曲线：U(k

12、v)12340U1U2当入射电 子能量非常低 时，它们产生 的二次电子数 量很少，能量 也很低，这些 电子很难克服 表面力从发光 体表面逸出， 二次电子发射 非常少， 当入射电 子能量非常低 时，它们产生 的二次电子数 量很少，能量 也很低，这些 电子很难克服 表面力从发光 体表面逸出， 二次电子发射 非常少， 1，屏充 负电，屏充 负电随着入射 电子能量增 加，表面力已 显得不重要， 二次电子发射 明显，增加。随着入射 电子能量增 加，表面力已 显得不重要， 二次电子发射 明显，增加。当入射电子 能量增加时， 其穿透深度也 将增加，在那 里产生的二次 电子因离表面 较远而将不能 抵达表面。这

13、 就导致我们所 观察到的发射 降低。当入射电子 能量增加时， 其穿透深度也 将增加，在那 里产生的二次 电子因离表面 较远而将不能 抵达表面。这 就导致我们所 观察到的发射 降低。屏工作起始 电压屏工作起始 电压屏工作极限 电压或粘着 电压屏工作极限 电压或粘着 电压3、CRT基本组成及工作原理基本组成及工作原理CRT通常由三个基本组成部分：电子枪（由加热灯丝、阴极及控制电极等组成）；偏转系统；荧光屏通常由三个基本组成部分：电子枪（由加热灯丝、阴极及控制电极等组成）；偏转系统；荧光屏电子枪电子枪电子枪是由加热灯丝、金属阴极和各种控制电极组成。当加热灯丝加到一定高温时，金属阴极就会发射出大量电子

14、，而各种控制电极是用来控制电子束的强弱及粗细。电子枪是由加热灯丝、金属阴极和各种控制电极组成。当加热灯丝加到一定高温时，金属阴极就会发射出大量电子，而各种控制电极是用来控制电子束的强弱及粗细。阴极电子的发射阴极电子的发射（电子源的产生，子弹的生成）（电子源的产生，子弹的生成）在电子束显示器件中常用加热的办法来产生足够的电子，电子来显示器件中的两种热阴极：在电子束显示器件中常用加热的办法来产生足够的电子，电子来显示器件中的两种热阴极： 直热式旁热式直热式旁热式发射系统发射系统电子枪发射系统主要由阴极、调制极和加速极电子枪发射系统主要由阴极、调制极和加速极组成组成。其。其作用作用是产生强度足够大而

15、且可以控制的电子流，并将电子流进行预聚焦。是产生强度足够大而且可以控制的电子流，并将电子流进行预聚焦。当灯丝加电、旁热氧化物阴极达到工作温度时，大量电子获得逸出功，从阴极 发射而出，由阴极当灯丝加电、旁热氧化物阴极达到工作温度时，大量电子获得逸出功，从阴极 发射而出，由阴极(K)、调制极、调制极(M)和加速极和加速极(A)三个极的电压形成的合成电场，控制着阴极电子的发射。当三电极合成电场为正时，电子枪处于正常工作状态，此时 大量阴极电子发射并被加速，为下一步的电子轰击提供基础。然而，当调制电压降 到一定程度使合成电场为负时，阴极电子因负电位将全部返回阴极，电子束电流为 零，此电压被称为三个极的

16、电压形成的合成电场，控制着阴极电子的发射。当三电极合成电场为正时，电子枪处于正常工作状态，此时 大量阴极电子发射并被加速，为下一步的电子轰击提供基础。然而，当调制电压降 到一定程度使合成电场为负时，阴极电子因负电位将全部返回阴极，电子束电流为 零，此电压被称为电子枪的截止电压电子枪的截止电压，一般为负几十伏到负一百多伏，它是电子枪 设计中一个非常重要的参数。，一般为负几十伏到负一百多伏，它是电子枪 设计中一个非常重要的参数。电子流的控制：电子流的控制：在阴极在阴极(K)、调制极、调制极(M)和加速极和加速极(A)三个极系统电场作用下，对从阴极发射的电子有较强的会聚作用，尽管从阴极表面发出的电子初速度各个相同，初始发射方 向也分布不同，但是它们在调制极孔外侧某处会聚成一个最小截面或交叉面三个极系统电场作用下，对从阴极发射的电子有较强的会聚作用，尽管从阴极表面发出的电子初速度各个相同，初始发射方 向也分布不同，但是它们在调制极孔外侧某处会聚成一个最小截面或交叉面C，其面积比阴极面积小得