JPS643165Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filament
- power
- current
- circuit
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
このように構成された回路の動作を次に説明す
る。
る。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- 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荷電粒子線装置
のフイラメント切れ検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8462483U JPS59190063U (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 荷電粒子線装置のフイラメント切れ検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8462483U JPS59190063U (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 荷電粒子線装置のフイラメント切れ検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59190063U JPS59190063U (ja) | 1984-12-17 |
| JPS643165Y2 true JPS643165Y2 (ja) | 1989-01-26 |
Family
ID=30214584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8462483U Granted JPS59190063U (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 荷電粒子線装置のフイラメント切れ検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59190063U (ja) |
-
1983
- 1983-06-03 JP JP8462483U patent/JPS59190063U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59190063U (ja) | 1984-12-17 |
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