球柵型離子譜規的結構如圖11-59所示。環形燈絲發射的電子射入球形柵網內，在球心附近形成一負空間電荷，電離產生的離子也聚集在球中心附近，因此可使氣相電離離子（處于球中央負電位處）與ESD離子（柵極表面產生的離子）之間的能量差達30eV，而在一般B-A規中兩者的能量差僅為5eV～7eV。這么大的能量差更有利于分離開兩類離子。從球柵空間拉出的離子進入一個由兩個同心半球組成的偏轉系統，偏轉180°后到達收集極。偏轉系統可以三維聚焦，是具有高分辨率的能量分析器，能有效地將能量差達30eV的兩類離子分開，從而較徹底地去除ESD效應，同時也大大降低了X射線效應。此規的Px為2×10^-13 Pa，可測10 ^-12Pa的極高真空。
　　
　　此規的特點是結構精巧，它裝在一直徑100mm的雙面法蘭上，法蘭采用鋁合金制造。陰極為Th02 -Re絲，工作溫度較低。球形柵極位于環形燈絲中央，由Pt(80%)-Ir(20%)合金網制成，降低了吸附效應。熱陰極球柵離子源被一鋁合金制作的半球屏與偏轉系統和收集極隔開，降低了熱輻射對其它電極的影響。而在熱陰極球柵離子源附近，是經過研磨拋光成鏡面的鋁合金半球屏，它具有低的發射率，吸附輻射熱小，并有高的熱傳導率，幾乎可維持在室溫，大大降低了出氣速率。這些措施使該規本身的出氣速率小于2×10 ^-9Pa·L/s，相當于裸B-A規出氣速率(約1.3×10^ -7Pa· L/s)的1%。
　　
　　當壓力為10^ -8Pa，對球柵在700V、100mA下經1h電子轟擊除氣后，ESD效應幾乎基本消除，這說明ESD效應的根源在于柵表面存在吸附分子層。研究者還證明熱陰極的存在，并不是出氣的主要原因，而有了電子發射才會引起大的出氣，這是由于電子引起電子激勵解吸和X射線引起的光解吸所致。
　　
　　球柵型離子譜規是z*近幾年來出現的一種z*有創新意義和z*具實用價值的極高真空規。