Pierceconfiguratie

Pierceconfiguratie, ook wel de Pierce-geometrie genoemd, is een standaardconfiguratie voor elektronenbuizen en vacuüm-elektronische apparaten, ontwikkeld door John R. Pierce bij Bell Telephone Laboratories in de jaren 1940 en 1950. De configuratie wordt gebruikt om een stroom van elektronen te genereren en te geleiden met een laminaire, goed gecontroleerde bundel.

Principe van werking: een drie-electrode-opstelling vormt de kern van de Pierceconfiguratie: een kathode die elektronen levert, een controle-elektrode (grid) die de huidige regelt, en een anode die de elektronen aantrekt. De elektroden zijn zo gevormd en geplaatst dat het elektrische veld bij de emissieoppervlak zo wordt afgesteld dat de veldlijnen vrijwel loodrecht de kathode verlaten. Een karakteristieke eigenschap is de zogenaamde Pierce-hoek, vaak genoemd als circa 67,5 graden, die bijdraagt aan een vrijwel uniforme beam en minimale ruimteklokters of verbranding.

Constructie en vormgeving: bij een typische Piercegun heeft de kathode een vlakke of licht convex vorm, de grid ligt dicht bij de kathode, en de anode bevat een opening waardoor de beam kan uitgaan. De conische of hyperbolische karakteristiek van de oppervlakken zorgt voor parallelle, laminaire straling en beperkt space-charge-effecten, wat de efficiëntie en beeldkwaliteit of signaalintegriteit ten goede komt.

Toepassingen en varianten: de Pierceconfiguratie wordt veel toegepast in vacuümbuizen zoals traveling-wave tubes (TWT’s) en klystrons, maar ook in andere elektronenstraaltoepassingen waar een stabiele, collimated beam vereist is. Er bestaan meerdere varianten met drie, vier of meer elektroden, afgestemd op specifieke spanningsniveaus en toepassingen in elektronische communicatie en wetenschappelijk instrumentarium.

Zie ook: electron gun, vacuum tube, Pierce gun.

---