陰極射線管CRT工作過程詳解

陰極射線管稱為CRT（cathode ray tube），自1897年發明以來CRT經過了一百多年的發展歷史，在過去長期統治著顯示的技術領域和市場。雖然它存在著諸如體積大、重量重、工作電壓高等缺點，但是CRT的顯示性能方面的則是非常有優勢的，而且它的製作和驅動都相對簡單，有著極高的性價比，那麼我們來看一下CRT到底是怎麼工作的吧。

CRT主要是將電信號通過電光轉換來重現圖像顯示的一種顯示技術。實質上是由電子槍、電子束偏轉系統、螢光屏這三大部分組成的。

CRT結構示意圖

簡單來說，電子槍部分用來產生電子束，偏轉系統使得經過的電子束受信號電壓的影響在水平方向和垂直方向產生偏轉，從而使電子束在預想的位置轟擊螢光屏從而激發螢光粉發出可見光形成微小明亮的光點。然後在螢光屏的餘輝特性和人眼的視覺惰性下，人可以得以觀看到一幅完整的顯示畫面。那麼CRT中各個組成部分又是如何工作的呢？我們接下來根據CRT組成的三個部分繼續慢慢道來。

電子槍

電子槍是CRT中非常重要的組成部分，主要是用來發射、調製、加速、聚焦電子束，燈絲加電發熱，陰極均勻受熱之後發射大量電子，陰極產生的電子由柵極電壓大小控制，決定發射出去多少電子，即控制發射電子的強弱。第一加速陽極能控制經過柵極後出來的電子到達螢光屏的速度，聚焦極則是改變電子束的聚焦質量。這個整體也就是構成了一個電子光學透鏡系統。

偏轉系統

上面講到經過電子槍之後出來的是經過加速、聚焦的高動能的電子束。如果不做其他處理，電子束轟擊的螢光屏只有在中心位置產生極亮的光點，而不是生成一幅完整的圖像，所以讓電子束在水平方向和垂直方向上都發生偏轉，使得電子束能在螢光屏的任意位置發光，這就是偏轉系統的作用。偏轉系統中是產生一個偏轉磁場，電子在磁場的作用力下發生偏轉。我們在高中物理時曾經學過，一個電子如果發生偏轉，可以是由電場影響的或者是由磁場影響的，在CRT中也是有靜電偏轉和磁偏轉兩種偏轉方式。兩種偏轉方式都各有自己的特點。靜電偏轉是在平行的偏轉板上加上電壓是通過它們之間的電子束產生偏轉，比較適合電子束偏轉速度較小時使用；而磁偏轉則是由偏轉線圈受到電流影響產生偏轉磁場，使電子束偏轉，所以控制電流的大小和方向即可改變磁場的強弱和方向，電子束也就能隨之上下左右偏移。

螢光屏

螢光屏是用沉積法將螢光粉在玻璃底壁上塗敷製成的，其作用是使得經過偏轉系統後的電子束轟擊產生光電轉換從而形成圖像。顯示屏幕的亮度取決於螢光粉的發光效率、餘輝時間以及電子束轟擊的功率。