6. Контрольные вопросы

1. Какого вида разряд происходит в тиратроне с накалённым катодом?

2. От чего зависит потенциал зажигания разряда в тиратроне?

3. Что такое плазма газового разряда?

4. Какова роль положительных ионов в тиратроне?

5. Начертите распределение потенциала между электродами тиратрона до зажигания разряда и после его возникновения.

6. Расскажите о действии управляющей сетки в тиратроне.

7. Для чего в цепь управляющей сетки включается большое сопротивление R_с?

8. Начертите основные характеристики тиратрона.

9. Начертите в одной системе координат пусковые характеристики нескольких тиратронов, имеющих различные по конструкции управляющие сетки (густые, в виде диска с широкими отверстиями, редкие). Как влияет конструкция управляющей сетки тиратрона на вид пусковой характеристики? В каком случае она получается положительной, в каком – отрицательная?

10. Назовите основные параметры тиратрона.

11. Что такое ширина пусковой области и от чего зависит её величина?

12. Что такое время восстановления управляющего действия сетки? От чего зависит его величина, какого порядка она бывает?

13. Как влияет на работу ртутных тиратронов температура окружающей среды?

14. Почему тиратрон не может работать без балластного (огра­ничительного) сопротивления R_δ в анодной цепи?

15. Расскажите о конструктивных особенностях электродов тиратрона (катода, сеток и анода).

16. Каково назначение экранной сетки? Каковы преимущества тиратронов с двумя сетками?

17. Назовите основные области применения тиратронов.

18. Как устроены водородные тиратроны, каковы их преимущества?

19. Расскажите о фазовом методе управления анодным током тиратрона.

20. Какие ещё способы управления анодным током тиратрона вы можете предложить?

7. Литература

1.Власов В.Ф.Электронные и ионные приборы. М., Связьиздат, 1960,

§§19.1-19.3; 20.3-20.5.

2.Каганов И.Л. Электронные и ионные преобразователи. ч.2, М., Госэнергоиздат, 1955, §§3.1-3.4; 3.6-3.9; 3.12-3.14.

Работа №9

ИЗУЧЕНИЕ ГАЗОРАЗИДНЫХ ЛАМП С ХОЛОДНЫМ КАТОДСМ

В работе изучаются устройство и принцип действия газоразрядных приборов тлеющего разряда. Исследуются характеристики и определяются параметры стабилитронов, линейных и цифровых индикаторных ламп, а также тиратронов с холодным катодом.

1. Введение

Г азоразрядные приборы тлеющего разряда состоят из двух или большего количества ненакаливаемых электродов, помещённых в стеклянную колбу, наполненную газом при пониженном давлении (1-100 мм рт.ст.). Приборы тлеющего разряда могут быть неуправляемыми - стабилитроны, индикаторные (неоновые) лампочки, лампы. цифровой, буквенной или знаковой индикации, линейные аналоговые индикаторы, защитные разрядники, и управляемыми – тиратроны с холодным катодом.

Приборы тлеющего разряда по сравнению с электронными лампами и даже полупроводниковыми приборами имеют следующие преимущества.

1

Рис.9.1. Вольтамперная характеристика тлеющего разряда

. Отсутствие накала катода делает эти приборы экономичными и более надёжными, чем лампы (срок службы достигает десятков тысяч часов).

2. Простота устройства и применение деталей из недефицитных материалов упрощает технологию производства и удешевляет приборы.

3. Яркое свечение, всегда сопровождающее работу приборов тлеющего разряда, облегчает визуальную индикацию и контроль за работой аппаратуры на этих приборах.

4. Приборы тлеющего разряда устойчивы к перегрузкам, могут работать в широком диапазоне температур и при высоком уровне радиации.

5. Некоторые функции, например, измерение постоянного тока, могут быть выполнены только газоразрядными приборами.

Если к двум электродам, расположенным в колбе при понеженном давлении газа, приложить постоянное напряжение, то сначала через прибор потечёт очень слабый ток (10^-15-10^-10А). Этот начальный ток создаётся носителями заряда (электронами и ионами), которые непрерывно рождаются в объёме прибора за счёт космических лучей, фотоэмиссии с поверхностей электродов или незначительного числа термоэлектронов, и разряд в газе будет несамостоятельным. При увеличении напряжения эти начальные электроны, ускоряясь электрическим полем, начнут ионизировать атомы газа. Если число образованных одним электроном на пути до анода положительных ионов станет таким, что эти ионы, достигая катода, вызовут выход не менее одного электрона, разряд становится самостоятельным. Напряжение на приборе при этом называется напряжением зажигания U₃.

После зажигания самостоятельного разряда напряжение на электродах уменьшается и устанавливается, если ограничить силу тока, нормальный тлеющий разряд (механизм тлеющего разряда описан в работе №10). Нормальный тлеющий разряд характерен тем, что не вся поверхность катода участвует в разряде. По мере увеличения тока разряда площадь поверхности катода, участвующей в разряде, увеличивается пропорционально силе тока разряда. Плотность тока и напряжение горения в этом режиме остаются почти постоянными (рис.9.1). Эти свойства тлеющего разряда используются для стабилизации напряжения, а также в аналоговых линейных индикаторах для измерения силы тока. В аномальном тлеющем разряде (2) вся поверхность катода участвует в разряде (покрыта свечением) и с ростом тока разряда увеличивается плотность тока и напряжение горения разряда. В режиме аномального разряда работают лампы цифровой, буквенной и знаковой индикации. В этих лампах используется то свойство тлеющего разряда, что отрицательное свечение имеет такую же форму, как и катод. Поэтому если выбрать давление газа таким, чтобы положительный столб разряда отсутствовал, конфигурация отрицательного свечения, видимого через стеклянный баллон лампы, повторяет форму катода (определенную цифру, букву или знак).