- •Лекция 2-5.
- •2. Статические параметры триода.
- •3. Динамический режим электровакуумного триода.
- •Лекция 2-6. Многоэлектродные лампы: тетрод и пентод
- •1. Электровакуумный тетрод: конструкция и характеристики
- •2. Лучевой тетрод и его характеристики
- •3. Электровакуумный пентод и его характеристики
- •4. Статические параметры тетродов и пентодов
- •5. Электровакуумные микролампы
- •Лекция 2-7 Электронно-лучевые приборы и фотоэлектронные приборы
- •1. Электронно-лучевые приборы
- •2. Фотоэлектронные приборы
- •Лекция 2-8. Основные понятия и простейшие приборы плазменной электроники
- •1. Общие сведения об электрический разряд в газах
- •2. Тлеющий разряд
- •Лекция 2-9. Дискретные газоразрядные приборы
- •1. Газоразрядный стабилитрон.
- •2. Тиратрон
- •Маркировка тиратронов:
- •3. Дискретные газоразрядные индикаторы.
Маркировка тиратронов:
ТГ («тиратрон с газовым наполнением») — тиратроны с накалённым катодом, наполненные инертным газом
ТГИ («тиратрон с газовым наполнением, импульсный») — импульсные тиратроны, наполненные газом (как правило, водородом)
ТР («тиратрон ртутный») — ртутные тиратроны с накалённым катодом
ТГР («тиратрон газово-ртутный») — тиратроны с накалённым катодом со смешанным наполнением
ТХ, МТХ («тиратрон холодный») — тиратроны тлеющего разряда
ТПИ — тиратроны с полым катодом
ТДИ — тиратроны с дуговой формой разряда
Далее мы рассмотрим, в качестве примера, тиратрон МТХ-90.
В данном тиратроне используется разновидность газового разряда, который происходит при низкой температуре катода и характеризуется катодным падением напряжения – порядка сотен вольт, и небольшими токами – не более десятков мА. Тиратрон тлеющего разряда МТХ-90 имеет «холодный» катод, анод и одну сетку (момент зажигания разряда управляется сеточным током). Эта разновидность тиратронов ранее использовалась в устройствах автоматики и телемеханики, в счетных устройствах, измерительной, связной и другой радиоэлектронной аппаратуре для преобразования электрических сигналов малой мощности и в качестве ионного реле и фотореле, в сенсорных устройствах и индикаторах радиоактивности. В нем качестве газа используется неон при давлении 16 – 20 мм рт.ст. Имеет оформление – стеклянное, сверхминиатюрное. Масса – 4 г. Выводы электродов мягкие, проволочные. Выводов три: 1 - катод; 2 - анод; 3 – сетка. Счет выводов ведется от вывода катода, приваренного к цилиндру (см. рис. 3, где приводится внешний вид прибора и его условное обозначение). Основные параметры тиратрона приводятся в таблицах 1-3.
Рис. 3. Порядок расположения электродов
тиратрона тлеющего разряда МТХ-90
Таблица 1.
Основные потенциальные параметры тиратрона МТХ-90.
Тип |
Uв.разр.а-к, В |
Uв.разр.с-к, В |
U п.разр.а-к, В |
Uп.разр.с-к, В |
Uа-к.св.с, В |
||
МТХ-90 |
≤ 150 |
65 - 90 |
≤ 65 |
≤ 85 |
200 |
||
Uа-ск, В |
Uа-к, В при Ic=1мкА |
Uвх.сигн, В |
|||||
≤ 140 |
85 – 150 |
1,5 - 25 |
|||||
В таблице 1 использованы обозначения:
Uв.разр.а-к – напряжение возникновения разряда между анодом и катодом;
Uв.разр.с-к – напряжение возникновения разряда между сеткой и катодом;
Uп.разр.а-к – напряжение поддержания разряда между анодом и катодом;.
Uп.разр.с-к – напряжение поддержания разряда между сеткой и катодом;
Uа-ск – напряжение анода при сетке соединенной с катодом;
Uа-к (при I c=1мкА) – напряжение анода при сеточном токе 1 мкА;
Uа-к.св.с – напряжение анода при свободной сетке;
Uвх.сигн – амплитуда входного сигнала, необходимого для возникновения тлеющего разряда между анодом и катодом.
Таблица 2
Основные токовые параметры тиратрона МТХ-90
Тип |
Iподг.тип, мкА |
Iа. р.р.ампл, мА |
Iа. р.р.ср, мА |
Iа. т.р.ампл, мА |
Iа. т.р.ср, мА |
МТХ-90 |
3 |
≤ 35 |
≤ 7 |
≤ 4 |
≤ 2 |
Iс.в.разр,мкА при Uа=150В |
Iс.в.разр,мкА при Uа=120В |
Iс.в.разр,мкА при Uа=85В |
|||
> 2 |
8 – 40 |
≤ 100 |
|||
Iподг.тип – типовое значение подготовительного тока сетки
Iа. р.р.ср – ток анода в релейном режиме (среднее значение)
Iа. т.р.ср – ток анода в триггерном режиме (среднее значение)
Iа. т.р.ампл – ток анода в триггерном режиме (амплитудное значение)
Iа. р.р.ампл – ток анода в релейном режиме (амплитудное значение)
Iс.в.разр – сеточный ток возникновения разряда при определенном Uа-к
Таблица 3
Основные временные параметры тиратрона МТХ-90
Тип |
τзап, с |
τупр, мкс |
τвос, мкс |
МТХ-90 |
- |
10 |
≤ 800 |
В настоящее время тиратроны не могут составить конкуренцию микросхемам, транзисторам и тиристорам в большинстве схем, но тиратрон МТХ-90 не имеет цепей накала, многофункционален, потребляет небольшую мощность и надежен.
Устройства с ним - просты в наладке и регулировке, имеют высокую чувствительность, рабочий интервал температур от - 450 до +700С, частотный интервал до 50 кГц (в некоторых случаях до 2 МГц), не боятся воздействия ионизирующих излучений, малочувствительны к внешним магнитным полям, область применения обширна и может еще увеличиться.
Резко возрос срок службы тиратрона и его надежность: в 1962-ом году минимальный срок службы составлял всего 1000 зажиганий, а уже в 90-х годах он превысил 4000 часов работы, что можно обьяснить заменой аргоногелиевой газовой смеси на неон, повышением качества материалов электродов и возросшей чистотой газа.
К положительным свойствам тиратрона можно отнести и то, что он может в отдельных случаях заменить динистор (с регулируемым напряжением включения 85 – 200В и кроме этого визуально показывает ярким свечением свою работу). Преимущества тиратрона в сравнении с неоновыми лампами более очевидны: больший рабочий ток и яркость, возможность управления напряжением зажигания и усиления слабых сигналов. В силу перечисленных причин тиратрон МТХ-90 еще рано списывать со счетов
Рассмотрим пример практического применения тиратрона в простом генераторе периодических сигналов.
Схема генератора приведена на рис. 4. В основу его работы положен принцип ударного возбуждения колебаний в резонансном контуре.
Рис. 4. Схема генератора периодических пакетов затухающих синусоидальных колебаний.
В данном генераторе колебательный контур образован катушкой L1 (или L2) и конденсатором С1. Роль источника возбуждающих импульсов выполняет генератор релаксационных колебаний на тиратроне МТХ-90. Управляющий электрод тиратрона соединен с катодом, то есть он работает как газоразрядный диод (динатрон). Такой газонаполненный диод обладает свойством: пока напряжение на его электродах мало (меньше так называемого напряжения зажигания), он не проводит электрического тока. Если увеличить напряжение, газовый промежуток диода пробивается и начинает проводить электрический ток. При этом ионизированный газ неон внутри тиратрона будет светиться характерным для него красным светом. Далее МТХ-90 сохраняет проводимость и при напряжениях, меньших напряжения зажигания. Разность между напряжениями зажигания и погасания может быть весьма большой - 20-150 в. Для того чтобы обеспечить прерывистое зажигание тиратрона, параллельно ему включен конденсатор С3. Он заряжается через резисторы R1 и R2 довольно медленно, а разряжается через тиратрон быстро. Ток, протекающий по резисторам R1 и R2 настолько мал, что не может поддерживать горение тиратрона. Когда напряжение на конденсаторе упадет ниже напряжения погасания, тиратрон погаснет. Конденсатор снова будет заряжаться. Меняя величину резистора R2, можно менять частоту «зажигания» тиратрона от 600 до 2000 раз в секунду. Вместе с конденсатором С3 заряжается и разряжается конденсатор С2. Он включен параллельно С3 через колебательный контур L1C1 или L2C1 (в зависимости от положения переключателя П). Когда загорается тиратрон, конденсатор С2 разряжается через контур; в контуре возникают затухающие электрические колебания. Этот процесс повторяется 600-2000 раз в секунду. Частота собственных колебаний контура зависит от величины индуктивности катушки L1 (L2) и емкости конденсатора C1. В данном случае (при величинах емкостей, указанных на схеме) она меняется в пределах 150-415 или 520-1600 кГц в зависимости от положения переключателя П1. Питание генератора производится от сети переменного тока напряжением 220 В через выпрямитель. Он собран по однополупериодной бестрансформаторной схеме.
