JPS643165Y2 - - Google Patents
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- JPS643165Y2 JPS643165Y2 JP8462483U JP8462483U JPS643165Y2 JP S643165 Y2 JPS643165 Y2 JP S643165Y2 JP 8462483 U JP8462483 U JP 8462483U JP 8462483 U JP8462483 U JP 8462483U JP S643165 Y2 JPS643165 Y2 JP S643165Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、電子顕微鏡EM等の荷電粒子線装置
においてフイラメントの断線を検出するフイラメ
ント切れ検出回路に関する。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a filament breakage detection circuit for detecting filament breakage in a charged particle beam device such as an electron microscope EM.
電子顕微鏡EM等の荷電粒子線装置において
は、フイラメントを加熱し該フイラメントより放
出する熱電子を電子レンズで収斂させて試料に照
射し該試料より反射する2次荷電粒子線(例えば
2次電子)をとらえて電気信号に変換処理し試料
の2次荷電粒子線像を得ている。ところで、従来
のこの種の装置のほとんどは、フイラメント切れ
を検出するための検出回路を有しておらず、特別
な装置等においてのみ、フイラメント制御用パワ
ーソース等の電流を検出しフイラメント切れを確
認することが行われていた程度である。 In charged particle beam devices such as electron microscopes (EM), a secondary charged particle beam (e.g. secondary electrons) is produced by heating a filament and converging thermionic electrons emitted from the filament with an electron lens to irradiate the sample and reflecting from the sample. A secondary charged particle beam image of the sample is obtained by capturing and converting it into an electrical signal. By the way, most conventional devices of this kind do not have a detection circuit for detecting filament breakage, and only special devices can detect filament breakage by detecting the current of the power source for controlling the filament. This is the extent of what was being done.
この種の荷電粒子線装置に用いるフイラメント
は、高真空中で使用されるのが一般的である。最
近ではフイラメントの長寿命化、LaB6の使用及
び真空雰囲気のドライ化等のために高真空指向が
進んでいる。このため、フイラメント交換等で一
旦真空を破ると再度高真空状態に引き上げるのに
極めて多くの時間が必要になる。 The filament used in this type of charged particle beam device is generally used in a high vacuum. Recently, there has been a trend toward high vacuum due to longer life of filaments, use of LaB6, and drier vacuum atmospheres. For this reason, once the vacuum is broken due to filament replacement, etc., it takes an extremely long time to raise the vacuum to a high vacuum state again.
ところで、電子顕微鏡等の荷電粒子線装置にお
いては、荷電粒子線が出なくなつた場合、フイラ
メント切れかフイラメントの設定ミスか或いは回
路不良か等を判断する必要がある。このような場
合、従来装置では、前述のようにフイラメント切
れ検出回路を設けていないので、一旦真空を破つ
てチエツクを行わなければならず多大な時間を要
していた。 By the way, in a charged particle beam device such as an electron microscope, when a charged particle beam is no longer emitted, it is necessary to determine whether the filament is broken, the filament is set incorrectly, or there is a circuit failure. In such a case, since the conventional apparatus is not provided with a filament breakage detection circuit as described above, it is necessary to once break the vacuum and perform a check, which takes a lot of time.
本考案は、このような点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、従来装置の不具合を除去し、広
いパワー範囲において正確にフイラメント切れを
検出できる荷電粒子線装置のフイラメント切れ検
出回路を実現することにある。 The present invention was developed in view of these points, and its purpose is to eliminate the defects of conventional devices and realize a filament breakage detection circuit for charged particle beam devices that can accurately detect filament breakage over a wide power range. It's about doing.
この目的を達成する本考案は、フイラメントに
高圧パワーを供給するスイツチングトランジスタ
の負荷電流を基準値と比較してフイラメント切れ
を検出すると共に、前記基準値をフイラメントへ
の供給パワーに連動して変化させるようにしたこ
とを特徴とするものである。 The present invention that achieves this objective detects filament breakage by comparing the load current of a switching transistor that supplies high voltage power to the filament with a reference value, and also changes the reference value in conjunction with the power supplied to the filament. This feature is characterized in that it allows the user to
以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に
説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本考案の一実施例を示す電気的構成図
である。図において、100は高圧発生器で、パ
ワー伝送用絶縁トランスTI〜TN、これら絶縁ト
ランスの各々に均等に電位を与える分割抵抗RI
〜RN、最終段トランスTNの二次側に設けられた
直流点火用整流器D1,D2、フイラメントF(後
述)に負電位を与えるための電源EI及び最終段の
分割抵抗RNの一端に接続される可変バイアス抵
抗Rbから構成されている。200は電子銃(加
速管)で、ウエーネルト電極W、フイラメントF
及び該フイラメントより放出される荷電粒子(電
子)を収斂させる電子レンズ(図示せず)等から
構成されている。上記高圧発生器100と電子銃
200とは高圧ケーブルCLで結ばれている。 FIG. 1 is an electrical configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 100 is a high-voltage generator, power transmission isolation transformers T I to T N , and dividing resistors R I that give equal potential to each of these isolation transformers.
~R N , DC ignition rectifiers D 1 and D 2 provided on the secondary side of the final stage transformer T N , power supply E I for giving a negative potential to the filament F (described later), and the final stage dividing resistor R N It consists of a variable bias resistor Rb connected to one end of the resistor. 200 is an electron gun (acceleration tube), Wehnelt electrode W, filament F
and an electron lens (not shown) that converges charged particles (electrons) emitted from the filament. The high voltage generator 100 and the electron gun 200 are connected by a high voltage cable CL.
Tr1,Tr2は高圧発生器100に高圧パワーを
伝送するためのスイツチングトランジスタで、ベ
ースに与えられる駆動パルスにより、これらトラ
ンジスタTr1,Tr2が互いに相補的にオンオフさ
れるようになつている。又、コレクタにはトラン
スTIの一次側が接続され、交流に変換された電
圧を二次側に伝えるようになつている。Raはト
ランジスタTr1,Tr2の共通エミツタ接続点に接
続されエミツタ電流の変化を電圧に変換する接地
抵抗である。EBは高圧発生器100を介してフ
イラメントFにパワーを供給するための正極性の
直流電源、Tr3はEBをコレクタに受ける電圧制御
用トランジスタ、VR1はトランジスタTr3のベー
スにバイアス電圧を与える可変抵抗である。この
可変抵抗VR1を調節することにより、フイラメン
トFへ供給するパワーを制御し、各種のフイラメ
ントに好適なパワーを選択できるようになつてい
る。 Tr 1 and Tr 2 are switching transistors for transmitting high voltage power to the high voltage generator 100, and these transistors Tr 1 and Tr 2 are turned on and off in a complementary manner by a driving pulse applied to the base. There is. Further, the primary side of the transformer T I is connected to the collector, and the voltage converted to alternating current is transmitted to the secondary side. Ra is a grounding resistor that is connected to the common emitter connection point of transistors Tr 1 and Tr 2 and converts changes in emitter current into voltage. E B is a positive DC power supply for supplying power to the filament F via the high voltage generator 100, Tr 3 is a voltage control transistor that receives E B at its collector, and VR 1 is a bias voltage applied to the base of transistor Tr 3 . It is a variable resistance that gives By adjusting this variable resistor VR 1 , the power supplied to the filament F can be controlled, and the power suitable for each type of filament can be selected.
スイツチングトランジスタTr1,Tr2の共通エ
ミツタ接続点から取出された負荷電流に対応した
電圧は、ダイオードD3、抵抗Rc及び抵抗Rdとコ
ンデンサC1の並列フイルタ回路の直列接続回路
(電流検出回路)で直流電圧に変換される。U1は
この電流検出回路の出力をその非反転入力端子で
受け、トランジスタTr3の出力を抵抗Re、可変抵
抗VR2の直列回路で分圧して作つた基準電圧をそ
の反転入力端子で受けてフイラメント切れを検出
する第1の比較回路、U2は該第1の比較回路の
誤動作を防止するための信号を出力する第2の比
較回路である。第2の比較回路U2の非反転入力
端子には、トランジスタTr3の出力電圧を抵抗Rf
とRgで分圧したものが入力され、その反転入力
端子には、基準電圧Esが入力されている。そし
て、第1の比較回路U1の出力はインバータG1を
経てノアゲートG2の一方の入力端子に与えられ、
第2の比較回路U2の出力はそのままノアゲート
G2の他方の入力端子に与えられている。Rhはゲ
ートG2の出力に接続されたプルアツプ抵抗、D4
はゲートG2の出力で駆動されるフイラメント切
れ警報用の発光ダイオードである。 The voltage corresponding to the load current taken out from the common emitter connection point of switching transistors Tr 1 and Tr 2 is generated by a series connection circuit (current detection circuit) of a parallel filter circuit consisting of a diode D 3 , a resistor Rc, a resistor Rd, and a capacitor C 1 . ) is converted to DC voltage. U 1 receives the output of this current detection circuit at its non-inverting input terminal, and receives at its inverting input terminal the reference voltage created by dividing the output of transistor Tr 3 with a series circuit of resistor Re and variable resistor VR 2 . The first comparison circuit U2 that detects filament breakage is a second comparison circuit that outputs a signal to prevent malfunction of the first comparison circuit. The output voltage of the transistor Tr 3 is connected to the non-inverting input terminal of the second comparator circuit U 2 through the resistor Rf.
The voltage divided by Rg is input, and the reference voltage Es is input to its inverting input terminal. Then, the output of the first comparator circuit U1 is given to one input terminal of the NOR gate G2 via the inverter G1 ,
The output of the second comparator circuit U 2 is a NOR gate as it is.
is given to the other input terminal of G2 . Rh is the pull-up resistor connected to the output of gate G 2 , D 4
is a light emitting diode for filament breakage alarm driven by the output of gate G2 .
このように構成された回路の動作を次に説明す
る。 The operation of the circuit configured in this way will be explained next.
フイラメント(負荷)の抵抗値は、通常0.5〜
1Ω程度で5〜15Wのパワーを必要とする。この
パワーは、トランジスタTr1,Tr2によるスイツ
チング回路から供給されるが、スイツチング周波
数としては10〜30KHz程度である。今、可変抵抗
Vr1を調節してスイツチング回路に供給するパワ
ーを増減すると、それに応じてトランジスタ
Tr1,Tr2のエミツタ電流も増減する。第2図は
トランジスタのエミツタ電流の波形を示す図であ
る。実線はパワーが小さいときの波形を示し、破
線はパワーが大きいときの波形を示している。一
方、このエミツタ電流(負荷電流)は抵抗Raで
電圧に変換されて整流用ダイオードD3で整流さ
れる。第3図はダイオードD3で整流されたエミ
ツタ電流特性を示す説明図である。横軸はスイツ
チング回路に供給されるパワーを、縦軸はエミツ
タ電流を示している。第3図のaはフイラメント
が正常なときの、エミツタ電流特性を示してい
る。パワー伝送中にフイラメントが切れると当然
電流が流れなくなる。この電流変化は、伝送トラ
ンス群TI〜TNの電流の変化となつてスイツチン
グトランジスタTr1,,Tr2に伝えられ、エミツタ
電流が減少する。第3図のbはフイラメントFが
切れたときのエミツタ電流特性を示している。エ
ミツタ電流のこのような変化を利用すると、フイ
ラメント切れを検出することができる。即ち、第
3図のcに示すような基準電流に対してこれより
もエミツタ電流が低下したときにフイラメント切
れと判断するのである。この判断を行うために、
基準電流に対応した基準電圧が第1の比較回路
U1の反転入力端子に可変抵抗VR2から与えられ、
エミツタ電流に対応した電圧が前記電流検出回路
から非反転入力端子に与えられている。従つて、
フイラメントFが切れてエミツタ電流が基準電流
よりも低下すると、第1の比較回路U1が動作し
てその出力が“0”レベルになり、続くインバー
タG1で“1”に転じてアンドゲートG2に入る。
この時アンドゲートG2のもう一方の入力が“1”
の時、アンドゲートG2の出力は“1”になり発
光ダイオードD4を点灯し、フイラメント切れを
知らせる。本回路では、可変抵抗VR1を調整し
て、例えばフイラメントFへ供給するパワーを下
げたとき、第1の比較回路のU1の反転入力端子
に入力される基準電圧もこれに連動して下がるの
で、供給パワーの大小の如何に拘わらず常に正確
なフイラメント切れの検出が可能となる。尚、可
変抵抗VR2を調整すると、第3図のcの基準電流
のトリガレベル位置(図中破線で示す)を調節す
ることができる。 The resistance value of the filament (load) is usually 0.5~
It requires a power of 5 to 15W at about 1Ω. This power is supplied from a switching circuit including transistors Tr 1 and Tr 2 , and the switching frequency is approximately 10 to 30 KHz. Now variable resistance
By adjusting Vr 1 to increase or decrease the power supplied to the switching circuit, the transistor
The emitter currents of Tr 1 and Tr 2 also increase or decrease. FIG. 2 is a diagram showing the waveform of the emitter current of a transistor. The solid line shows the waveform when the power is small, and the broken line shows the waveform when the power is large. On the other hand, this emitter current (load current) is converted into voltage by a resistor Ra and rectified by a rectifier diode D3 . FIG. 3 is an explanatory diagram showing emitter current characteristics rectified by diode D3 . The horizontal axis shows the power supplied to the switching circuit, and the vertical axis shows the emitter current. Figure 3a shows the emitter current characteristics when the filament is normal. If the filament breaks during power transmission, the current will naturally stop flowing. This current change becomes a change in the current of the transmission transformer groups T I to TN and is transmitted to the switching transistors Tr 1 , Tr 2 , and the emitter current decreases. FIG. 3b shows the emitter current characteristics when the filament F is cut. Filament breakage can be detected using such changes in emitter current. That is, it is determined that the filament is broken when the emitter current is lower than the reference current as shown in c in FIG. 3. To make this judgment,
The reference voltage corresponding to the reference current is the first comparator circuit.
Applied from variable resistor VR 2 to the inverting input terminal of U 1 ,
A voltage corresponding to the emitter current is applied from the current detection circuit to the non-inverting input terminal. Therefore,
When the filament F is disconnected and the emitter current drops below the reference current, the first comparator circuit U1 operates and its output goes to the "0" level, and the subsequent inverter G1 changes the output to "1" and outputs the AND gate G. Enter 2 .
At this time, the other input of AND gate G 2 is “1”
At this time, the output of AND gate G2 becomes "1" and lights up light emitting diode D4 , indicating that the filament has run out. In this circuit, when variable resistor VR 1 is adjusted to lower the power supplied to filament F, for example, the reference voltage input to the inverting input terminal of U 1 of the first comparator circuit also decreases. Therefore, regardless of the magnitude of the supplied power, it is possible to always accurately detect filament breakage. Note that by adjusting the variable resistor VR 2 , the trigger level position (indicated by the broken line in the figure) of the reference current shown in c in FIG. 3 can be adjusted.
ところで、スイツチング回路へ供給されるパワ
ーが極端に小さくなつてくると正常動作状態とフ
イラメント切れ状態との特性の差が小さくなつて
くるので、正確な検出が困難になつてくる。更
に、フイラメントFにパワーが供給されているか
否かの判断も必要になつてくる。以上の点に鑑み
て、あるパワー以下では検出動作を停止させる必
要がある。第2の比較回路U2は、この目的のた
めに用いられる。パワーの基準値は基準電圧Es
として第2の比較回路U2の反転入力端子に与え
られ、実際のパワーは第2の比較回路U2の非反
転入力端子に与えられる。パワーが基準値よりも
小さくなると比較回路U2の出力はそれまでの
“1”から“0”に転じアンドゲートG2を閉じ
る。これにより、発光ダイオードD4の点灯動作
は禁止され誤警報を防止することができる。 By the way, as the power supplied to the switching circuit becomes extremely small, the difference in characteristics between a normal operating state and a broken filament state becomes smaller, making accurate detection difficult. Furthermore, it becomes necessary to determine whether or not power is being supplied to the filament F. In view of the above points, it is necessary to stop the detection operation below a certain power. A second comparator circuit U 2 is used for this purpose. The reference value of power is the reference voltage Es
The actual power is applied to the non-inverting input terminal of the second comparator circuit U2 . When the power becomes smaller than the reference value, the output of the comparator circuit U2 changes from "1" to "0" and closes the AND gate G2 . As a result, the lighting operation of the light emitting diode D4 is prohibited, and false alarms can be prevented.
上述の説明では、負荷電流の変化をエミツタ電
流の変化として検出したが、コレクタ電流の変化
として検出することも可能である。ただし、この
場合は電流がパルス状になるので平滑化する必要
がある。 In the above description, the change in load current is detected as a change in emitter current, but it is also possible to detect it as a change in collector current. However, in this case, the current is pulsed, so it needs to be smoothed.
以上説明したように、本考案によれば、スイツ
チングトランジスタの負荷電流を基準値と比較す
るようにしてフイラメント切れを検出することが
できる。しかも、フイラメントに供給するパワー
の変化に連動してこの基準値を変化させるように
なつているため、広いパワー範囲で正確にフイラ
メント切れを検出することができる。従つて、従
来装置のように真空を破つて装置のチエツクを行
う必要もない。 As described above, according to the present invention, filament breakage can be detected by comparing the load current of the switching transistor with a reference value. Furthermore, since this reference value is changed in conjunction with changes in the power supplied to the filament, filament breakage can be accurately detected over a wide power range. Therefore, unlike conventional devices, there is no need to break the vacuum to check the device.
第1図は本考案の一実施例を示す電気的構成
図、第2図はエミツタ電流の波形を示す波形図、
第3図はダイオードで整流されたエミツタ電流波
形を示す説明図である。
100……高圧発生器、200……電子銃、
T1〜TN……トランス、RI〜RN,Ra〜Rh……抵
抗、D1〜D3……ダイオード、D4……発光ダイオ
ード、W……ウエーネルト電極、F……フイラメ
ント、E1……電源、CL……ケーブル、Tr1〜Tr3
……トランジスタ、C1……コンデンサ、Vr1〜
Vr2……可変抵抗、EB……パワー電源、U1〜U2
……比較回路、Es……基準電圧源、G1……イン
バータ、G2……ノアゲート。
FIG. 1 is an electrical configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram showing the emitter current waveform,
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an emitter current waveform rectified by a diode. 100...High pressure generator, 200...Electron gun,
T 1 - T N ...Transformer, R I - R N , R a - R h ... Resistance, D 1 - D 3 ... Diode, D 4 ... Light emitting diode, W ... Wehnelt electrode, F ... Filament , E 1 ... power supply, CL ... cable, Tr 1 to Tr 3
……Transistor, C 1 ……Capacitor, Vr 1 ~
Vr 2 ... Variable resistance, E B ... Power supply, U 1 ~ U 2
... Comparison circuit, Es ... Reference voltage source, G 1 ... Inverter, G 2 ... NOR gate.
Claims (1)
ングトランジスタの負荷電流を基準値と比較して
フイラメント切れを検出すると共に、前記基準値
をフイラメントへの供給パワーに連動して変化さ
せるようにしたことを特徴とする荷電粒子線装置
のフイラメント切れ検出回路。 The filament breakage is detected by comparing the load current of a switching transistor that supplies high-voltage power to the filament with a reference value, and the reference value is changed in conjunction with the power supplied to the filament. Filament breakage detection circuit for charged particle beam equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8462483U JPS59190063U (en) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | Filament breakage detection circuit for charged particle beam equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8462483U JPS59190063U (en) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | Filament breakage detection circuit for charged particle beam equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59190063U JPS59190063U (en) | 1984-12-17 |
| JPS643165Y2 true JPS643165Y2 (en) | 1989-01-26 |
Family
ID=30214584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8462483U Granted JPS59190063U (en) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | Filament breakage detection circuit for charged particle beam equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59190063U (en) |
-
1983
- 1983-06-03 JP JP8462483U patent/JPS59190063U/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59190063U (en) | 1984-12-17 |
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