2. Характеристики и параметры тиратронов

Рассмотрим анодную характеристику тиратрона (рис.8.5). После зажигания разряда в тиратроне напряжение на его аноде резко снижается (точка А) и устанавливается распределение потенциала, показанное на рис.8.3. При таком распределении потенциала все электроны, эмиттируемые катодом, могут переходить в плазму, а из нее на анод. Поэтому

установившееся значение анодного тока определяется только величиной сопротивления ограничительного и нагрузочного резистора. На рис.8.5 приведена также нагрузочная прямая, пересечение которой с анодной характеристикой (точка В) и определяет значение установившегося тока тиратрона. Если уменьшать сопротивление нагрузки или увеличивать напряжение источника питания, ток тиратрона будет увеличиваться при практически постоянном напряжении на аноде вплоть до точки С, в которой анодный ток становится равным току эмиссии катода. Дальнейшее увеличение тока требует увеличения числа электронов, выходящих из катода, что возможно за счёт бомбардировки катода положительными ионами. При этом рост тока будет сопровождаться ростом напряжения на аноде. Этот режим работы тиратрона нежелателен, так как ионы, энергия которых возрастает, начинает разрушать катод. Поэтому максимальный рабочий ток тиратронов принимается равным току эмиссии катода.

О

Рис.8.6. Пусковые характеристики тиратрона

Рис.8.7. Построение кривой U_скр=f(t)

сновной характеристикой тиратрона, позволяющей судить о воз­можностях его использования, является пусковая характеристика — зависимость анодного напряжения зажигания тиратрона от напряжения на сетке. Положение пусковой характеристики зависит от температуры окружающей среды, сопротивлении в цепи сетки и режима измерений. Крайние положения пусковых характеристик определяют пусковую область, внутри которой находятся возможные режимы зажигания тиратрона (рис.8.6). Ширина пусковой области является одним из параметров тиратрона. Положение пусковой характеристики зависит от густоты сетки. При редкой сетке она располагается при отрицательных напряжениях на сетке, при густой сетке - смешается вправо я может оказаться в области положительных сеточных напря­жений. Для работы тиратронов в схеме важно знать величину максимально возможного напряжения на сеткеU_cmax. Величина отрицательного напряжения сетки ограничивается возможностью пробоя между сеткой и катодом, который нарушает работу тиратрона. Неуправляемый пробой между анодом и катодом возможен как при

прямом, так и при обратном напряжении на аноде. Поэтому вводятся ещё два

параметра тиратрона: максимальное прямое U_прmax обратное U_обрmax напряжения на аноде.

Для увеличения предельного напряжения некоторые тиратроны из­готавливаются с дополнительными экранирующими сетками. Преимущест­вом таких тиратронов является также возможность изменения пусковой характеристики путём подбора постоянного напряжения смещения на экранирующей сетке*

3.Фазовое управление анодным током тиратрона

Тиратроны широко применяются в импульсной технике для формирования мощных импульсов напряжения или тока, в релаксационных генераторах, выпрямителях, инверторах и т.д.

Рассмотрим фазовый способ регулировки анодного тока тиратрона, используемый в выпрямителях. Пусть на анод тиратрона подаётся переменное напряжение синусоидальной формы (рис.8.7). В течение положительного полупериода каждому конкретному значению U_а соответствует некоторое критическое напряжение на сетке U_скр, при котором тиратрон зажигается. Кривую U_скр=f(t) можно построить по точкам, использовав пусковую характеристику тиратрона, приведенную на рис.8.7 слева. Если на сетку тиратрона подать синусоидальное напряжение, совпадающее по фазе с анодным напряжением, то тиратрон будет гореть весь полупериод. Если сеточное напряжение сдвинуто по отношению к анодному на угол 0<α<π, то тиратрон зажжётся в момент времени, соответствующий, пересечению кривых U_с=f(t) и U_скр=f(t). На рис.8.8 внизу показана форма импульса тока в анодной цепи тиратрона. Чем больше угол α, тем меньшую часть полупериода тиратрон будет открыт и тем уже будет импульс анодного тока. Таким образом, плавно меняя угол сдвига сеточного напряжения по отношению в анодному, можно плавно изменить среднее значение тока тиратрона J_ср, а следовательно, и величину выпрямленного напряжения выпрямителя, собранного на тиратроне. Очевидно, что

Тогда