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以场发射基本原理为基础，建立四种四极管模型，采用有限差分法对微孔径场发射阵列进行了模拟。在建立模型时，采用的是相同的结构参数，如栅极到阳极间的距离，发射体尖锥的材料和形状，绝缘层的厚度以及各个结构体的电压。各个模型不同的地方在于聚焦级的位置和厚度不同。通过调整聚焦级的位置找到各种结构的最佳发射性能位置，然后通过比较在不同栅极电压的情况下，比较四种结构发射的特性如聚焦性和电流大小，得到一般性结论，并讨论分析了导致电子束光斑大小变化的原因，得出与实际相符合的数值模拟和优化结构，为试验提供设计依据。