一种有源电流控制电路制造技术

本发明专利技术涉及场致发射装置领域，具体涉及一种有源电流控制电路，包括：场致发射X射线源模块、漏极保护电阻、第一级MOS管电路、第二级MOS管电路；场致发射X射线源模块中的场致发射X射线源通过漏极保护电阻与第一级MOS管电路中的MOS管串联，第二级MOS管电路包括并联的两个MOS管，第二级MOS管电路中的两个MOS管并联后与第一级MOS管电路中的MOS管串联。本发明专利技术实施例中的有源电流控制电路，能够实现对场发射X射线源阴极发射电流的调节与稳定。适用于冷阴极场致发射X射线源阴极电流控制，具有实时性、高稳定性的特点，以低压信号控制级联MOSFET的方式实现冷阴极场致发射X射线源阴极电流的稳定和均衡。定和均衡。定和均衡。

【技术实现步骤摘要】
一种有源电流控制电路


[0001]本专利技术涉及场致发射装置领域，具体而言，涉及一种有源电流控制电路。

技术介绍

[0002]在计算机断层成像技术中，传统的X射线发射源采用热阴极，一般采用钨金属丝，通过加热使阴极达到极高的温度，使阴极中的电子获得足够的能量从阴极表面溢出产生电子束，对热发射产生的电子束施加高压电场进行加速，高速电子束轰击阳极金属靶以韧致辐射的方式产生X射线。传统的金属丝热阴极工作温度高，加热到需要的温度所需时间较长，功耗大，金属丝在加热和冷却的过程中容易损坏，寿命短，不易集成，采用传统光源搭建的CT成像系统中，由于光源的旋转成像，导致运动伪影。而基于碳纳米管冷阴极X射线源是通过场致发射的方式产生电子束，即在外加电场作用下阴极表面势垒高度变低、宽度变窄，阴极处电子凭借隧道效应逸出至真空，实现电子高速、高密度发射，具有常温下工作、体积小、时间分辨率高、可编程中，需程发射的优势，且可制成多焦斑X射线阵列源，实现静态X射线CT成像。已有的冷阴极场发射X射线源都面临一个严重的问题，阴极发射电子束产生的电流稳定性特别差，导致难以均衡发射X射线的剂量。现有的场发射电流控制方法是通过反馈控制电路根据检测到的阳极电流对栅极电压进行调节，从而控制阴极发射电流，从而减小X射线源电流的波动。
[0003]但现有技术采用反馈控制电路调节电流，对阳极电流进行采样，根据对采样所得数据运算分析的结果调节控制栅极电压。这个过程中，电流采样、数据运算、调节控制整个过程需要花费一定时间，虽然能够在一定程度上稳定电流，但反馈调节具有滞后性，仍然有一定的波动，并且在实际应用中，X射线源需要进行短脉冲发射，反馈调节的时间会有很大的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种有源电流控制电路，以至少解决现有电路会因焦耳热效应使得工作电流发生变化的技术问题。
[0005]根据本专利技术的实施例，提供了一种有源电流控制电路，包括：场致发射X射线源模块、漏极保护电阻、第一级MOS管电路、第二级MOS管电路；场致发射X射线源模块中的场致发射X射线源通过漏极保护电阻与第一级MOS管电路中的MOS管串联，第二级MOS管电路包括并联的两个MOS管，第二级MOS管电路中的两个MOS管并联后与第一级MOS管电路中的MOS管串联。
[0006]进一步地，第一级MOS管电路中的MOS管采用高耐压MOS管。
[0007]进一步地，场致发射X射线源模块的脉冲工作状态由第一级MOS管电路中的MOS管控制，通过给第一级MOS管电路中MOS管的栅极施加脉冲信号对其进行控制。
[0008]进一步地，当栅极施加脉冲信号处于低电平，第一级MOS管电路中MOS管工作在截止状态，其将承担来自场致发射X射线源阴极的高电压，当栅极施加脉冲信号处于高电平，
该高电平为使第一级MOS管电路中MOS管处在完全打开的饱和区。
[0009]进一步地，第二级MOS管电路中，并联的两个MOS管中漏极与漏极相连，源极与源极相连；并联的两个MOS管的漏极与第一级MOS管电路中MOS管的源极相连。
[0010]进一步地，第二级MOS管电路中两个MOS管的源级接地。
[0011]进一步地，场致发射X射线源的阴极电流与第二级MOS管电路中并联的两个MOS管的工作电流之和相等。
[0012]进一步地，第一级MOS管电路中的MOS管、第二级MOS管电路中的两个MOS管栅极均通过MOS管栅极保护电阻再分别与MOS管栅极脉冲驱动电源、MOS管栅极直流驱动电源、MOS管栅极直流驱动电源进行连接。
[0013]进一步地，第一级MOS管电路中的MOS管栅极施加的为脉冲信号，引线上产生寄生电感，与栅极产生的寄生电容形成LC振荡电路。
[0014]进一步地，场致发射X射线源模块中的场致发射X射线源阴极通过漏极保护电阻与第一级MOS管电路中的MOS管的漏极串联。
[0015]本专利技术实施例中的有源电流控制电路，能够实现对场发射X射线源阴极发射电流的调节与稳定。适用于冷阴极场致发射X射线源阴极电流控制，具有实时性、高稳定性的特点，以低压信号控制级联MOSFET的方式实现冷阴极场致发射X射线源阴极电流的稳定和均衡。
附图说明
[0016]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0017]图1为本专利技术有源电流控制电路的整体示意图；
[0018]其中附图标记为：1、场致发射X射线源模块；2、第一级MOS管电路；3、第二级MOS管电路；4、场致发射X射线源阳极；5、聚焦电极；6、场致发射栅极；7、场致发射X射线源阴极；8、阳极电源；9、聚焦电极电源；10、场致发射栅极电源；11、漏极保护电阻；12、16、17、MOS管；13、18、23、MOS管栅极保护电阻；14、MOS管栅极脉冲驱动电源；15、MOS管串联扩展电路；19、22、MOS管栅极直流驱动电源；20、MOS管栅极驱动串联控制电路；21、MOS管并联扩展电路。
具体实施方式
[0019]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0020]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于
清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0021]在实际工作中，持续工作的情况下，MOS管沟道宽度会随外加高压而变化，工作电流也会随之变化，如果持续工作电流较大，会因焦耳热效应使得工作电流发生变化。为了解决上述问题，本专利技术提出了一种有源电流控制电路，设计了一种多个MOS管级联的电路，能够实现对场发射X射线源阴极发射电流的调节与稳定。适用于冷阴极场致发射X射线源阴极电流控制，具有实时性、高稳定性的特点，以低压信号控制级联MOSFET的方式实现冷阴极场致发射X射线源阴极电流的稳定和均衡。本专利技术以级联金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，简称MOS管)为电流控制电路，对于给定的栅极电压，MOS管DS两端电流是固定的，不随两端所加电压的改变而改变。
[0022]本专利技术技术方案的基本内容包括：
[0023](1)选择MOS管设计有源电流控制电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源电流控制电路，其特征在于，包括：场致发射X射线源模块、漏极保护电阻、第一级MOS管电路、第二级MOS管电路；所述场致发射X射线源模块中的场致发射X射线源通过所述漏极保护电阻与所述第一级MOS管电路中的MOS管串联，所述第二级MOS管电路包括并联的两个MOS管，所述第二级MOS管电路中的两个MOS管并联后与所述第一级MOS管电路中的MOS管串联。2.根据权利要求1所述的有源电流控制电路，其特征在于，所述第一级MOS管电路中的MOS管采用高耐压MOS管。3.根据权利要求1所述的有源电流控制电路，其特征在于，所述场致发射X射线源模块的脉冲工作状态由所述第一级MOS管电路中的MOS管控制，通过给所述第一级MOS管电路中MOS管的栅极施加脉冲信号对其进行控制。4.根据权利要求3所述的有源电流控制电路，其特征在于，当栅极施加脉冲信号处于低电平，所述第一级MOS管电路中MOS管工作在截止状态，其将承担来自所述场致发射X射线源阴极的高电压，当栅极施加脉冲信号处于高电平，该高电平为使所述第一级MOS管电路中MOS管处在完全打开的饱和区。5.根据权利要求1所述的有源电流控制电路，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪序达，于东洋，梁栋，郑海荣，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：