Электростатическая фокусировка луча осуществляется электронной пушкой, состоящей из ряда никелевых цилиндров, расположенных соосно (рис. 10.22).
Катод К представляет собой цилиндр, на торцевую поверхность которого нанесен оксидный слой, являющийся источником электронов при нагреве цилиндра за счет протекания тока по вольфрамовой нити подогревателя П. Модулятор М представляет собой цилиндр, дно которого имеет отверстие, через которое проходят электроны. Модулятор выполняет функции, аналогичные функции управляющей сетки в электронной лампе. На него подается отрицательное напряжение относительно катода, изменяя которое, можно изменять высоту потенциального барьера вблизи поверхности катода и тем самым управлять силой тока луча. Первый анод At и второй анод А2 представляют собой цилиндры с перегородками, имеющими отверстия. На первый анод относительно катода подается положительное напряжение Ua1, на второй анод — напряжение Ua2 > Ua1- Структура, содержащая катод, модулятор и два анода, аналогична структуре тетрода. Поэтому такую пушку называют тетрадной. В этой структуре из-за различия потенциалов электродов возникают неоднородные электрические поля между модулятором и первым анодом, а также между первым и вторым анодами. На рис. 10.22 пунктиром показаны эквипотенциальные линии этих полей. Неоднородные электрические поля называют электронными линзами. Таким образом, электронная пушка представляет собой электронно-оптическую систему, состоящую из электростатических линз Л, и Л2, преломляющих траектории движения электронов подобно тому, как оптические линзы преломляют световой поток.
Электроны, покинувшие катод с разных точек его поверхности, влетают в поле первой линзы под разными углами. На участке левее сечения а на электроны действуют силы, прижимающие их к оси пушки. Чем дальше расположена точка, из которой вышел электрон, от центра катода, тем больше сила, прижимающая этот электрон к оси пушки. На участке правее сечения а на электроны действуют силы, отталкивающие их от оси пушки. Может показаться, что эти воздействия компенсируют друг друга, но это не так. Преломляющее воздействие собирающей части линзы преобладает над воздействием рассеивающей части линзы, так как электроны пролетают через линзу с возрастающей скоростью, поэтому в фокусирующей части линзы они находятся большее время, чем в расфокусирующей. В результате электроны покидают поле первый линзы со скоростями, направленными к оси пушки, и пересекают ее в точке F1.
Пройдя точку F1 электроны влетают в поле второй линзы в виде расходящегося пучка. На участке левее сечения b на них действуют силы, прижимающие электроны к оси пушки, а на участке правее сечения b — отталкивающие. При этом из-за того, что электроны движутся с возрастающей скоростью, фокусирующее действие линзы Л2 преобладает над расфокусирующим, и пучок электронов фокусируется в точке F2, которая располагается на экране трубки. Изменением напряжения на первом аноде, которое составляет сотни вольт, можно изменять положение точек F1 и F2. Поэтому первый анод называется фокусирующим. На второй анод относительно катода подается постоянный высокий потенциал порядка нескольких киловольт, благодаря чему на участке от катода до второго анода существует ускоряющее поле, направленное вдоль оси трубки. Поэтому второй анод называют ускоряющим.
На электроды пушки подаются напряжения от одного источника Eи.п. Величина этих напряжений устанавливается с помощью делителя напряжения. Такой способ обладает существенным недостатком. Если менять Ua1, то изменяется высота потенциального барьера около катода, а следовательно, ток луча. Если менять Uм, то изменяется положение точки F1 а следовательно, положение точки F2. Чтобы избавиться от этого недостатка, в ЭЛП вводят ускоряющий электрод УЭ, располагая его между модулятором и первым анодом и соединяя со вторым анодом (рис. 10.23).
УЭ экранирует катод от первого анода, ослабляя его действие на потенциальный барьер у катода. Такая пушка называется пеюподной.
