GEORG-AUGUST-UNIVERSIT AT G OTTINGEN II. Physikalisches ...

Die Dynoden bestehen meistens aus BeO oder Mg-O-Cs. Diese Materialien besitzen einen
hohen Sekundäremissionskoeffizienten (SEEK) und emittieren für jedes einfallende Elek-
tron 3-5 Sekundärelektronen.
Die Stromverstärkung, A, eines aus n Dynoden bestehenden PMT mit einem SEEK, p,
lässt sich nach Gleichung (3.1) berechnen.
A = p n−1
. (3.1)
Der PMT in dem Versuch besteht aus zehn Dynoden. Die Verstärkung beträgt für p = 4
demnach 10 6 . Die innerhalb von 5 ns auf die Anode auftreffende Ladung, Q, ergibt sich zu
Der Anodenstrom IA beträgt
Q = eA = 16, 78 · 10 −14 C .
IA = dQ
dt
= 3, 55 mA .
Wird der Strom über einen Widerstand von 50 Ω abgegriffen, beträgt das Spannungssignal
∆U = R · dQ
dt
= 1, 68 mV .
Die Anstiegszeit dieser Impulse ist ca. 2 ns. Die Elektronen benötigen ca. 40 ns von der
Kathode zur Anode.
Um einen hohen SEEK zu erreichen, werden Materialien mit geringer Austrittsarbeit ver-
wendet. Da durch thermische Anregung Elektronen aus den Dynoden herausgelöst werden
können, gibt es ein Untergrundrauschen.
3.1.2 Die Elektronik
Die Signale des Photomultipliers sind mit einigen mV für eine direkte Weiterverarbeitung
am Computer zu klein. Die Arbeitsspannungen des Computers liegen zwischen 0 V und
5 V, sodass das Signal vom Photomultiplier bis zu 1000fach verstärkt werden muss [Fui 03].
Die Elektronik dient der Verstärkung und der Umwandlung der vom Photomultiplier kom-
menden Signale in ein TTL-Signal 1 . Die Verstärkung geschieht durch die Elektronik in
zwei Stufen. Die erste Stufe sitzt auf dem Betriebskopf des Photomultipliers, um störende
Einflüsse (Magnetfelder, induzierte Spannungen in Kabeln) zu vermeiden und erzielt ei-
ne Verstärkung um den Faktor 540. In der Elektronik wird das ankommende Signal noch
einmal um den Faktor 2 verstärkt. Die verwendeten Bausteine und die Schaltpläne finden
sich in [Fui 03].
1 Transistor-Transistor-Logik
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