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微通道板（Microchannel Plate，MCP）的增益（g）可以用来g=exp（G · α）表达，其中α（=L/d）是微通道长度与直径的比值，G是微通道管壁的二次电子发射系数，也可以称为增益系数。增益系数是微通道壁材料的固有特性，也可以用微通道内电场强度的函数表示。图1为相同增益的微通道材料制成的MCP，当α值从40变化到80时，微通道的增益变化趋势。
图1 不同α下MCP的增益变化曲线
图2 2级和3级MCP组件的横截面
由图可知，随着α的增加，增益会随电压的变大而增加，并达到最大值。但是，当增益超过104时，由于离子反馈会引起噪声的增加，因此MCP的增益不可能增加到无限大。一般α通常被设计为40到60之间，当电压为1 kV时，增益值为104。
如果需要更高的增益，可以让两个或三个MCP进行堆叠，形成两级或三级的MCP。堆叠形式的MCP在脉冲计数模式中很有效，在这种模式下，不同于模拟方式的测量，入射的弱脉冲信号可以被转换为二进制信号。然而，当增益增加到一定水平时，离子反馈效应引起的噪声也会成为一个问题。当MCP通道内残留气体分子与倍增的电子碰撞时，就会产生离子反馈，产生的离子沿着电场返回到MCP的输入侧，会产生假信号，降低信噪比。为了减少这种现象，可以让两个或三个MCP相邻堆叠时，使它们的偏角交替相反的连接，如图2所示。这种结构可以有效的减少由于离子反馈效应而引起的噪声，因为残留气体产生的离子可以在每级MCP之间的连接处被吸收，可以进一步提高增益。
图3为单级、两级和三级MCP的典型增益曲线。如图所示，在1 keV的供电电压下，单级MCP可以获得高于104的增益。两级MCP的增益可以高于106，三级MCP的增益可以高于107。但是在两级和三级MCP的情况下，总的增益略低于单级MCP的增益，这是因为当电荷每通过一个MCP时，会发生电荷损失，同时也会因为通道内的空间电荷效应导致增益的饱和。
图3 不同级数的MCP的增益特征和脉冲高度分布曲线
图4为典型的脉冲高度分布曲线。大家都知道，当MCP增益增加到一定水平时，会出现空间电荷饱和现象。通道的增益饱和主要是由于倍增过程中产生电子与新发射的二次电子之间的静电斥力引起的。在用单级MCP观察非饱和区域时，脉冲高度分布（PHD）几乎呈指数级下降。然而，在空间电荷饱和度为主的区域，脉冲高度分布达到峰值，分散较小。随着通道直径的变小，电荷饱和时的增益会降低。例如，对于标准通道直径为12 µm的MCP，每个通道的最佳增益在3×103到5×105之间。脉冲高度分辨率（PHR）通常用指定脉冲高度的分散来表示。如图4所示，PHR被定义为脉冲高度分布中的半高全宽的最大值（FWHM）与峰值通道值A的比值，如下，PHR值越小，脉冲高度分散就越小：
PHR(%)=FWHM/A
同时分辨率也取决于MCP的电源电压、通道直径、偏角和MCP之间的距离。通常，两级MCP为120%，三级MCP为80%。
图4 脉冲高度分布特性曲线
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