En elektronmultiplikator är en anordning som ökar hastigheten för elektronemission från en elektronström. Det bombarderar ett emitterande material med en ström av elektroner, vilket får materialet att avge elektroner. Varje elektron som träffar det emitterande materialet kan få det att avge så många som tre elektroner, vilket multiplicerar emissionshastigheten för elektronströmmen.
Det emitterande materialet är vanligtvis en metallplatta, och en elektronmultiplikator innehåller vanligtvis en serie av dessa plattor. Tillämpningen av en elektrisk potentialskillnad mellan på varandra följande plattor kommer att få de emitterade elektronerna från den första plattan att hoppa till den andra plattan, vilket orsakar emission av fler elektroner från den andra plattan. Denna process fortsätter genom hela serien av plattor, vilket resulterar i emission av många fler elektroner än vad som var i den ursprungliga elektronströmmen. En anod samlar sedan upp elektronerna som produceras av elektronmultiplikatorn.
Kaskadeffekten av elektroner kräver att elektronerna träffar det emitterande materialet med tillräcklig energi för att inducera en sekundär emission. Detta krav tillåter en elektronmultiplikator att fungera som en jondetektor. En fotonström kan också orsaka emission av fotoner, som i fallet med ett fotomultiplikatorrör. Denna anordning separerar varje emissiv yta med en serie anoder som kallas dynoder. En serie motstånd separerar dynoderna från varandra, så att den elektriska potentialen mellan successiva dynoder typiskt är +100 volt till +200 volt.
Denna struktur kräver att elektrodmaterialet har ett högt elektriskt motstånd för att slå samman spänningsdelningsfunktionen med den sekundära emissionsfunktionen. En elektronmultiplikator har vanligtvis formen av en tratt och är konstruerad av glas. Glastratten har en tunn beläggning av något ämne med begränsad förmåga att leda elektricitet, så kallad halvledare.
Elektronmultiplikatorn får en hög negativ spänning vid den breda änden av tratten och en låg positiv spänning vid den smala änden av tratten. Denna konfiguration av spänningar gör att tratten sänder ut elektroner från sin yta, som sedan rör sig från den breda änden till den smala änden av tratten. Elektronerna färdas en kort sträcka innan de träffar trattens yta, vilket orsakar utsläpp av fler elektroner.
En anod i den smala änden av tratten samlar upp elektronerna. Detta arrangemang är specifikt känt som en enkelkanalig elektronmultiplikator. En mikrokanalplatta är en mer komplex typ av elektronmultiplikator som använder en tvådimensionell uppsättning av enkanaliga elektronmultiplikatorer.