JPS62126540A - 光電子増倍管のブリ−ダ回路 - Google Patents
光電子増倍管のブリ−ダ回路Info
- Publication number
- JPS62126540A JPS62126540A JP26609085A JP26609085A JPS62126540A JP S62126540 A JPS62126540 A JP S62126540A JP 26609085 A JP26609085 A JP 26609085A JP 26609085 A JP26609085 A JP 26609085A JP S62126540 A JPS62126540 A JP S62126540A
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- Japan
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- dynode
- circuit
- current
- photomultiplier tube
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は光電子増倍管のブリーダ回路に係わり、特にそ
の消費電゛力の低減を図ったブリーダ回路に関する。
の消費電゛力の低減を図ったブリーダ回路に関する。
「従来の技術」
光電子増倍管は、入射した微弱な光を電子に変えて、そ
の電荷を例えば１０万倍程度にまで増幅するもので、放
射線測定や光分析あるいは分光計を用いた試験等に用い
られている。
の電荷を例えば１０万倍程度にまで増幅するもので、放
射線測定や光分析あるいは分光計を用いた試験等に用い
られている。
第２図は従来の光電子増倍管の一例を表わしたものであ
る。この光電子増倍管１の内部には、光の入射によって
電子を発生するフォトカソード２が配置されている。発
生した電子は第１のダイノード３−１に入射し、ここで
２次電子の増倍を行う。続いて第２のダイノード３−２
、第３のダイノード３−３と順次増倍が繰り返され、第
Ｎのダイノード３−Ｎを経た後、最終段のアノード４か
ら増倍後の信号が取り出される。これらのダイノード等
に高電圧を印加する外部回路はブリーダ回路５と呼ばれ
ている。
る。この光電子増倍管１の内部には、光の入射によって
電子を発生するフォトカソード２が配置されている。発
生した電子は第１のダイノード３−１に入射し、ここで
２次電子の増倍を行う。続いて第２のダイノード３−２
、第３のダイノード３−３と順次増倍が繰り返され、第
Ｎのダイノード３−Ｎを経た後、最終段のアノード４か
ら増倍後の信号が取り出される。これらのダイノード等
に高電圧を印加する外部回路はブリーダ回路５と呼ばれ
ている。
ところでこの第２図に示した従来の光電子増倍管では、
ブリーダ回路５にブリーダ抵抗６−１〜６−（Ｎ＋１）
からなる直列回路が用いられている。第１のブリーダ抵
抗６−１とフォトカソード２の接続点には図示しない高
圧電源から高電圧■８が印加され、第（Ｎ＋１）のブリ
ーダ抵抗６−（Ｎ＋１）における第Ｎのブリーダ抵抗と
接続されていない側は接地されている。
ブリーダ回路５にブリーダ抵抗６−１〜６−（Ｎ＋１）
からなる直列回路が用いられている。第１のブリーダ抵
抗６−１とフォトカソード２の接続点には図示しない高
圧電源から高電圧■８が印加され、第（Ｎ＋１）のブリ
ーダ抵抗６−（Ｎ＋１）における第Ｎのブリーダ抵抗と
接続されていない側は接地されている。
さて光電子増倍管では、フォトカソード２に光が入射し
ていない信号無人力状態でそれぞれのダイノード３−１
〜３−Ｈに電流が流れない。この状態では、高電圧■□
が各ブリーダ抵抗６−１〜６−（Ｎ＋１）によって理想
的に分割され、所望の一定配分の電圧が各ダイノード３
−１〜３−Ｈに安定して印加されることになる。
ていない信号無人力状態でそれぞれのダイノード３−１
〜３−Ｈに電流が流れない。この状態では、高電圧■□
が各ブリーダ抵抗６−１〜６−（Ｎ＋１）によって理想
的に分割され、所望の一定配分の電圧が各ダイノード３
−１〜３−Ｈに安定して印加されることになる。
ところでフォトカソード２にシンチレーション光等の光
パルスが入射すると、それぞれのダイノード３−１〜３
−Ｎで電流が増幅されていく。この電流はブリーダ抵抗
６−１〜６−Ｎを経由して前記した高圧電源に流れる。
パルスが入射すると、それぞれのダイノード３−１〜３
−Ｎで電流が増幅されていく。この電流はブリーダ抵抗
６−１〜６−Ｎを経由して前記した高圧電源に流れる。
この結果、最終の第Ｎ段のダイノード３−Ｎに流れる電
流をＩｓ とすると、この電流Ｉｓ はブリーダ抵抗６
−Ｎ等に流れ、各ダイノード間の電圧をこれによる電流
の寄与分だけ低下させる。すなわち、これにより光電子
増倍管の増幅率が変化し、信号の直線性が悪化すること
になる。
流をＩｓ とすると、この電流Ｉｓ はブリーダ抵抗６
−Ｎ等に流れ、各ダイノード間の電圧をこれによる電流
の寄与分だけ低下させる。すなわち、これにより光電子
増倍管の増幅率が変化し、信号の直線性が悪化すること
になる。
この点を解決するために、この図に示すように最＃段を
含む数段のブリーダ抵抗６−（Ｎ＋１）、・・・・・・
と並列に、コンデンサ７をそれぞれ接続することが行わ
れている。図では、第（Ｎ＋１）〜第（Ｎ −１）のブ
リーダ抵抗５−（Ｎ＋１）〜６−（Ｎ−１＞にそれぞれ
コンデンサ７が接続されている。これらのコンデンサ７
は、パルス信号による急激な電圧変化を吸収するための
ものである。ところがこの方法では、実用上十分容量の
大きなコンデンサ７を実装できないので、十分な効果を
あげることができない。
含む数段のブリーダ抵抗６−（Ｎ＋１）、・・・・・・
と並列に、コンデンサ７をそれぞれ接続することが行わ
れている。図では、第（Ｎ＋１）〜第（Ｎ −１）のブ
リーダ抵抗５−（Ｎ＋１）〜６−（Ｎ−１＞にそれぞれ
コンデンサ７が接続されている。これらのコンデンサ７
は、パルス信号による急激な電圧変化を吸収するための
ものである。ところがこの方法では、実用上十分容量の
大きなコンデンサ７を実装できないので、十分な効果を
あげることができない。
そこで、従来ではコンデンサ７の取り付けに加えて、ブ
リーダ抵抗６−１〜６−Ｎの値をなるべく小さくするよ
うな設計が行われている。これは、各ブリーダ抵抗６−
１〜６−Ｎに十分な電流を流し、前記した電流Ｉｓ等の
寄与を無視できる程度に小さくするためである。このた
めには、信号無人力時の電流とダイノードから流れ込む
電流の比を１０対１以上の大きさにする必要がある。
リーダ抵抗６−１〜６−Ｎの値をなるべく小さくするよ
うな設計が行われている。これは、各ブリーダ抵抗６−
１〜６−Ｎに十分な電流を流し、前記した電流Ｉｓ等の
寄与を無視できる程度に小さくするためである。このた
めには、信号無人力時の電流とダイノードから流れ込む
電流の比を１０対１以上の大きさにする必要がある。
「発明が解決しようとする問題点Ｊ
ブリーダ抵抗の抵抗値の総和Ｒを小さくするこの後者の
方法をブリーダ回路に採用すると、光電子増倍管の出力
信号の直線性を保つことができる。
方法をブリーダ回路に採用すると、光電子増倍管の出力
信号の直線性を保つことができる。
ところが高圧電源の消費電流Ｉは、次式によって表わさ
れるとおり、電流Ｉ”ｓ の分だけ多くなる。
れるとおり、電流Ｉ”ｓ の分だけ多くなる。
このため、高圧電源の負担が大きくなり、大電流型の高
圧電源が必要とされ、光電子増倍管の経済性と可搬性を
著しく損なっていた。
圧電源が必要とされ、光電子増倍管の経済性と可搬性を
著しく損なっていた。
そこで本発明の目的は、高圧電源に負担をかけず、しか
も光電子増倍管の出力電流の直線性を損なうことのない
ブリーダ回路を提供することにある。
も光電子増倍管の出力電流の直線性を損なうことのない
ブリーダ回路を提供することにある。
「問題点を解決するための手段」
本発明では、ブリーダ回路を構成する抵抗器の一部に半
導体回路を接続し、ダイノードからブリーダ抵抗に流れ
る電流を減少させて、ブリーダ抵抗の抵抗値を高め、こ
の部分を常に流れる電流を減少させて、電流消費の低減
を図った。
導体回路を接続し、ダイノードからブリーダ抵抗に流れ
る電流を減少させて、ブリーダ抵抗の抵抗値を高め、こ
の部分を常に流れる電流を減少させて、電流消費の低減
を図った。
「実施例」
以下実施例につき本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例における光電子増倍管とその
ブリーダ回路を表わしたものである。第２図と同一部分
には同一の符号を付しており、こ゛れらの説明を適宜省
略する。
ブリーダ回路を表わしたものである。第２図と同一部分
には同一の符号を付しており、こ゛れらの説明を適宜省
略する。
さて、このブリーダ回路１１は、フォトカソード２、グ
リッド１２、各ダイノード３−１〜３−Ｎおよびアノー
ド４にそれぞれ所望の電圧を印加するためのブリーダ抵
抗１６−１〜１６−（Ｎ＋１）を備えている。これらの
ブリーダ抵抗１６−１〜１６−（役＋１）は直列に接続
され、それらの一端が高圧電源に接続され、他端は接地
されている。ブリーダ抵抗１６−１〜１６−（Ｎ＋１）
の抵抗値は、第２図に示した従来のブリーダ抵抗６−１
〜６−（Ｎ＋１）のそれより格段に高くなっている。第
１のブリーダ抵抗６−１と第２のブリーダ抵抗６−２の
接続点はグリッド１２に接続されており、これを所望の
高電圧に設定している。第２のブリーダ抵抗６−２と第
３のブリーダ抵抗６−３の接続点は第１のダイノード３
−１に接続され、これを所望の高電圧に設定している。
リッド１２、各ダイノード３−１〜３−Ｎおよびアノー
ド４にそれぞれ所望の電圧を印加するためのブリーダ抵
抗１６−１〜１６−（Ｎ＋１）を備えている。これらの
ブリーダ抵抗１６−１〜１６−（役＋１）は直列に接続
され、それらの一端が高圧電源に接続され、他端は接地
されている。ブリーダ抵抗１６−１〜１６−（Ｎ＋１）
の抵抗値は、第２図に示した従来のブリーダ抵抗６−１
〜６−（Ｎ＋１）のそれより格段に高くなっている。第
１のブリーダ抵抗６−１と第２のブリーダ抵抗６−２の
接続点はグリッド１２に接続されており、これを所望の
高電圧に設定している。第２のブリーダ抵抗６−２と第
３のブリーダ抵抗６−３の接続点は第１のダイノード３
−１に接続され、これを所望の高電圧に設定している。
以下同様にして第（Ｎ−２）のダイノード３−（Ｎ−２
）までの各ダイノードは、ブリーダ回路１１を構成する
ブリーダ抵抗１６−３〜１６− （Ｎ−２）の接続点と
接続され、所望の電圧が設定されるようになっている。
）までの各ダイノードは、ブリーダ回路１１を構成する
ブリーダ抵抗１６−３〜１６− （Ｎ−２）の接続点と
接続され、所望の電圧が設定されるようになっている。
ところでこのブリーダ回路１１では、第１のブリーダ抵
抗６−１の高電圧■、の印加される側の端子に、バイパ
ス抵抗１７およびバイパスコンデンサ１８の並列回路の
一端が接続されている。この並列回路の他端はＰＮＰ
トランジスタ１９のコレクタに接続されている。このＰ
ＮＰ トランジスタ１９のベースは第（Ｎ−１）のブリ
ーダ抵抗１６−（Ｎ−１）と第Ｎのブリーダ抵抗１６−
Ｎの接続点に接続されている。またこのＰＮＰ トラン
ジスタ１９のエミッタは、第（Ｎ−１）のダイノード３
−（Ｎ−１）と、他のＰＮＰ トランジスタ２１のコレ
クタに接続されている。この後者のＰＮＰ トランジス
タ２１のベースは、第Ｎのブリーダ抵抗１６−Ｎと第（
Ｎ＋ １ ）のブリーダ抵抗１６−（Ｎ＋１）の接続点
に接続されており、エミッタは第Ｎのダイノード３−Ｎ
と抵抗２２の一端に接続されている。抵抗２２の他端は
、第（Ｎ＋ １ ＞のブリーダ抵抗１６−（Ｎ＋１）と
共に接地されている。
抗６−１の高電圧■、の印加される側の端子に、バイパ
ス抵抗１７およびバイパスコンデンサ１８の並列回路の
一端が接続されている。この並列回路の他端はＰＮＰ
トランジスタ１９のコレクタに接続されている。このＰ
ＮＰ トランジスタ１９のベースは第（Ｎ−１）のブリ
ーダ抵抗１６−（Ｎ−１）と第Ｎのブリーダ抵抗１６−
Ｎの接続点に接続されている。またこのＰＮＰ トラン
ジスタ１９のエミッタは、第（Ｎ−１）のダイノード３
−（Ｎ−１）と、他のＰＮＰ トランジスタ２１のコレ
クタに接続されている。この後者のＰＮＰ トランジス
タ２１のベースは、第Ｎのブリーダ抵抗１６−Ｎと第（
Ｎ＋ １ ）のブリーダ抵抗１６−（Ｎ＋１）の接続点
に接続されており、エミッタは第Ｎのダイノード３−Ｎ
と抵抗２２の一端に接続されている。抵抗２２の他端は
、第（Ｎ＋ １ ＞のブリーダ抵抗１６−（Ｎ＋１）と
共に接地されている。
以上のようなブリーダ回路１１の動作を次に説明する。
フォトカソード２に何らの光も入射していない状態（信
号無人力時）のとき、それぞれエミッタ・フォロワ接続
されたＰＮＰトランジスタ１９．２１のベースは、ブリ
ーダ抵抗１６−（Ｎ−１）〜１６−（Ｎ＋１＞の接続点
の電圧によってバイアスされている。この状態で２つの
ＰＮＰ ｌ−ランジスタ１９．２１のエミッタ・コレク
タ間には電流が流れていない。このとき第（Ｎ−１）お
よび第Ｎのダイノード３− （Ｎ−１）、３−Ｎには、
それぞれの接続点と同一の高電圧が印加されることにな
る。
号無人力時）のとき、それぞれエミッタ・フォロワ接続
されたＰＮＰトランジスタ１９．２１のベースは、ブリ
ーダ抵抗１６−（Ｎ−１）〜１６−（Ｎ＋１＞の接続点
の電圧によってバイアスされている。この状態で２つの
ＰＮＰ ｌ−ランジスタ１９．２１のエミッタ・コレク
タ間には電流が流れていない。このとき第（Ｎ−１）お
よび第Ｎのダイノード３− （Ｎ−１）、３−Ｎには、
それぞれの接続点と同一の高電圧が印加されることにな
る。
次に微弱な光がフォトカソード２に入射した場合につい
て説明する。この場合には、フォトカソード２で発生し
た電子が各段のダイノード３−１〜３−Ｎで順次増幅さ
れる。この結果、最終のＮ段目で平均出力電流として電
流Ｉ、が得られたものとする。従来ではこの電流Ｉ５
が純抵抗で構成されたブリーダ回路５に流れ、各ダイノ
ード３−１〜３−Ｎの印加電圧を変化させていた。本実
施例では、この電流Ｉ、は２つのＰＮＰ トランジスタ
２Ｌ１９のエミッタ・コレクタ間を通り、バイパス用の
バイパス１ｔ［１７およびバイパスコンデンサ１８から
なる並列回路を通過する。従って比較的大きな電流はブ
リーダ抵抗１６−１〜１６−Ｎをバイパスすることにな
り、ＰＮＰトランジスタ１９．２１のベース電流が微小
なのと併せて、それぞれのダイノード３−１〜３−Ｎへ
の印加電圧は変化しないことになる。
て説明する。この場合には、フォトカソード２で発生し
た電子が各段のダイノード３−１〜３−Ｎで順次増幅さ
れる。この結果、最終のＮ段目で平均出力電流として電
流Ｉ、が得られたものとする。従来ではこの電流Ｉ５
が純抵抗で構成されたブリーダ回路５に流れ、各ダイノ
ード３−１〜３−Ｎの印加電圧を変化させていた。本実
施例では、この電流Ｉ、は２つのＰＮＰ トランジスタ
２Ｌ１９のエミッタ・コレクタ間を通り、バイパス用の
バイパス１ｔ［１７およびバイパスコンデンサ１８から
なる並列回路を通過する。従って比較的大きな電流はブ
リーダ抵抗１６−１〜１６−Ｎをバイパスすることにな
り、ＰＮＰトランジスタ１９．２１のベース電流が微小
なのと併せて、それぞれのダイノード３−１〜３−Ｎへ
の印加電圧は変化しないことになる。
以上の実施例ではトランジスタ等を用いてバイパス路を
形成したが、ＦＥＴを用いても同様のバイパス路を構成
し、有効なブリーダ回路を形成することができる。
形成したが、ＦＥＴを用いても同様のバイパス路を構成
し、有効なブリーダ回路を形成することができる。
「発明の効果」
以上説明したように本発明によれば、ブリーダ抵抗の一
部に対応させて半導体を用いたバイパス路を形成したの
で、例えば全部のブリーダ抵抗に対応させてトランジス
タ等を配置するのに比べて回路を安価に製作することが
できる。
部に対応させて半導体を用いたバイパス路を形成したの
で、例えば全部のブリーダ抵抗に対応させてトランジス
タ等を配置するのに比べて回路を安価に製作することが
できる。
第１図は本発明の一実施例における光電子増倍管とこれ
に取り付けられたブリーダ回路を示す回路図、第２図は
従来の同様の回路の一例を示す回路図である。 １・・・・・・光電子増倍管、 ２・・・・・・フォトカソード、 ３−１〜３−Ｎ・・・・・・ダイノード、４・・・・・
・アノード、 １１・・・・・・ブリーダ回路、 １６−１〜１６−（Ｎ＋１）・・・・・・ブリーダ抵抗
、１７・・・・・・バイバス抵抗、 １８・・・・・・バイパスコンデンサ、１９．２１・・
・・・・ＰＮＰ トランジスタ。 出 願 人 日本原子力事業株式会社 代 理 人
に取り付けられたブリーダ回路を示す回路図、第２図は
従来の同様の回路の一例を示す回路図である。 １・・・・・・光電子増倍管、 ２・・・・・・フォトカソード、 ３−１〜３−Ｎ・・・・・・ダイノード、４・・・・・
・アノード、 １１・・・・・・ブリーダ回路、 １６−１〜１６−（Ｎ＋１）・・・・・・ブリーダ抵抗
、１７・・・・・・バイバス抵抗、 １８・・・・・・バイパスコンデンサ、１９．２１・・
・・・・ＰＮＰ トランジスタ。 出 願 人 日本原子力事業株式会社 代 理 人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数のブリーダ抵抗を直列に接続した直列回路の両
端に所定の高電圧を印加し、これによりこの回路を構成
する各ブリーダ抵抗の接続点に生じる電圧をそれぞれ対
応するダイノードの印加電圧として用いる光電子増倍管
において、ブリーダ抵抗の接続点の幾つかとこれらに対
応するダイノードのそれぞれの間に電圧のみをダイノー
ドに印加し電流をバイパスさせるための半導体素子を配
置したことを特徴とする光電子増倍管のブリーダ回路。 ２、半導体素子は、ベースをブリーダ抵抗の接続点に接
続し、エミッタをダイノードに接続し、コレクタをバイ
パス路に接続したＰＮＰトランジスタであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の光電子増倍管のブリ
ーダ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26609085A JPS62126540A (ja) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | 光電子増倍管のブリ−ダ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26609085A JPS62126540A (ja) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | 光電子増倍管のブリ−ダ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62126540A true JPS62126540A (ja) | 1987-06-08 |
Family
ID=17426189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26609085A Pending JPS62126540A (ja) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | 光電子増倍管のブリ−ダ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62126540A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04209461A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-30 | Agency Of Ind Science & Technol | 光電子増倍管の直線性改善方法 |
| JP2011527087A (ja) * | 2008-07-03 | 2011-10-20 | サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド | 検出器用の能動分圧器 |
| US10685822B2 (en) | 2018-10-30 | 2020-06-16 | Hamamatsu Photonics K.K. | CEM assembly and electron multiplier device |
-
1985
- 1985-11-28 JP JP26609085A patent/JPS62126540A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04209461A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-30 | Agency Of Ind Science & Technol | 光電子増倍管の直線性改善方法 |
| JP2011527087A (ja) * | 2008-07-03 | 2011-10-20 | サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド | 検出器用の能動分圧器 |
| US10685822B2 (en) | 2018-10-30 | 2020-06-16 | Hamamatsu Photonics K.K. | CEM assembly and electron multiplier device |
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