Плазменные приборы электроники Плазменный стабилизатор напряжения

Анод из никеля. Катод из Ni,Mg,Fe. Между катодом (К) и анодом (А) находится инертный газ или пары ртути, или смесь (пары ртути и аргона). Время жизни от 500 до 5000 часов. Давление газа – 2,5…5кПа. Между катодом и анодом создаётся разность потенциалов. Можно стабилизировать напряжение от 12В до 3000В, возможны приборы до 500 тыс. В и 5000А.

Иногда катод делают окисным (уменьшается работа выхода). Расстояние от анода до катода больше длины свободного пробега

молекулы.

Увеличиваем напряжение – тока нет, в какой-то момент появляется ток. На длине свободного пробега электроны приобретают энергию для ударной ионизации. В какой-то момент возникает дуговой разряд при увеличении напряжения.

Стабилитрон коронного разряда

Высокое разряжение между катодом и анодом. Есть только корона на поверхности анода. Ионизации практически нет. Можно стабилизировать более высокие напряжения.

Плазменная защита от перенапряжения

Плазменные разрядники служат для защиты электрических линий и приборов электронике. Два электрода находятся в сосуде. Один из электродов подключается к линии электропередачи, а второй – заземлён.

Изготавливают из алюминия, железа (выше мощность).

Сопротивление без перенапряжения очень велико, ионов практически нет. Если возникло перенапряжение, между электродами возникнет тлеющий разряд.

Напряжения: 350…460В (у алюминия), 280…430В (у железа). Время срабатывания 0,1…0,5 мс.

Это очень простое и надёжное устройство.

Плазменный газотрон

Газотрон – диод, но газонаполненный.

Катод подогревный (работа выхода меньше). Здесь можно получить очень большие токи, по сравнению с вакуумным диодам.

Плазма электрически нейтральна и обладает большой проводимостью. Здесь нет электронного облака, которое уменьшает ток. Можно выпрямить огромные токи.

Тиратрон

Тот же газотрон, но с сеткой. Он содержит катод, сетку и анод, и ещё одна особенность – сетка полностью экранирована, и имеется малое отверстие, через которое выходят электроны. Экран может быть различной формы (в зависимости от катода). Катод подогреваемый, может быть покрыт металлами, оксидами этих металлов для уменьшения работы выхода. Но тогда падает время жизни лампы.

Однако такой катод имеется у тиратронов большой мощности. Маломощные тиратроны используют «холодный» катод.

Газы в тиратроне: пары ртути, инертные газы и водород. При использовании водорода тиратрон дольше живёт, у него меньше инерционность, достигается высокая частота. У водорода есть недостаток: водород поглощается электродами и распылёнными частицами, и давление водорода резко падает. Используются никелевые ампулы – цилиндрики со спиралями, внутри .

Почти всё падение напряжения происходит на длине свободного пробега.

Подано напряжение, и тока нет. Начинаем менять напряжение на катоде (-10В,-8В,-5В и т.д.). Дальше идёт достаточно большой ток. Потом изменение напряжения на сетке не влияет на ток. Сетка перестаёт действовать, т.к. она покрывается положительными ионами плазмы. Чтобы снова привести тиратрон к нормальному состоянию, нужно снизить напряжение на аноде.

Преимущества: работают при высоких напряжениях, при высоких температурах, можно коммутировать очень большие токи, очень большие частоты.

Недостатки: они более инерционны, чем полупроводниковые приборы.