
- •Физические основы электровакуумных и газоразрядных приборов
- •Электровакуумные приборы – это устройства состоящие из системы управляющих электродов, в которых рабочее
- •Эмиссия электронов
- •Виды эмиссии
- •Классификация термокатодов осуществляется по следующим признакам.
- •Другие виды эмиссии
- •Виды эмиссии (окончание)
- •Электронно-управляемые лампы
- •Характеристики электровакуумного диода
- •Электровакуумный триод
- •Характеристики триода
- •Параметры электровакуумного триода
- •Электровакуумный тетрод
- •Пентод
- •Вакуумные интегральные схемы (ВИС)
- •Вакуумные интегральные схемы (ВИС)
- •Газоразрядные приборы
- •Физические процессы в тлеющем разряде
- •Процессы в газоразрядном промежутке
- •Стабилитрон
- •Параметры стабилитронов
- •Тиратрон
- •Триодные тиратроны
- •Тетродные тиратроны
- •Параметры тиратронов

Стабилитрон
Это двухэлектродный газораз- рядный прибор, предназначенный для стабилизации напряжения. Пример конструкции стабилитро- на показан на рис. 13, а. Анод при- бора представляет собой стержень, расположенный в центре баллона, а холодный катод имеет цилин- дрическую форму и окружает анод. Баллон лампы изготовлен из стекла и заполнен смесью инерт- ных газов (Ne-Ar, He-Ar) под дав- лением 10-1…104 Па.
Если с помощью внешнего пере- менного резистора, включенного в анодную цепь (как на рис. 11), из- менять величину разрядного тока от нуля, то сначала возникает не- самостоятельный разряд, который происходит при наличии только внешнего ионизатора.
|
|
|
Аномальный |
|
|
Анод |
Uа |
тлеющий разряд |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Ucт |
Тлеющий |
|
|
|
|
||
|
|
|
разряд |
|
|
Катод |
|
Iст. мin |
Iст. мах Iа |
а |
б |
|
в |
|
Рис. 13. Стабилитрон с холодным катодом:
а – внешний вид; б – условное графическое изображение; в - вольтамперная характеристика
После образования тлеющего разряда плотность разрядного тока достигает нор- мальной плотности тока тлеющего разряда Icт. min (рис. 13, в), определяемой сочетанием
материала катода и природы газа и мало за- висящей от давления газа. При дальнейшем увеличении тока его плотность не изменя- ется вплоть до достижения величины Icт. mах.
21

Параметры стабилитронов
1. Uст =70…150 В – напряжение стабилизации, являющееся постоянным напряжением горения тлеющего разряда.
2. Uст =0,02…0,06 – коэффициент стабилизации,
Uст
представляющий отношение изменения стабилизированного
напряжения Ucт к величине напряжения стабилизации Ucт. 3. Iст мах=30…40 мА – максимальный ток стабилизации.
Стабилитроны используются как для стабилизации напряжения, так и для работы в режиме опорного элемента. В настоящее время маломощные газоразрядные стабилитроны вытеснены полупроводниковыми стабилитронами.
22
Тиратрон
Представляет собой ионный трехэлектродный или четырехэлектродный прибор. Соответственно имеет одну или две сетки, выполненных в виде пластин с круглыми отвер- стиями. Кроме того, тиратроны имеют анод и холодный катод. Все электроды помещены в миниатюрный стеклянный бал- лон, заполненный инертным газом при давлении порядка 103 Па. Катод изготавливается из молибдена или никеля, активи- рованного материалом с малой работой выхода (цезий, барий и др.), и имеет большую поверхность по сравнению с анодом, выполненным обычно из молибденовой проволоки. Анодные характеристики тиратронов Uа= f(Iа) представляют собой обычную характеристику нормального тлеющего разряда (см. рис. 13. в).
23

Триодные тиратроны
Это приборы с токовым управ- лением. Запуск тиратрона осу- ществляется при подаче напря- жения между катодом и сеткой (рис. 14, а). Образовавшиеся в промежутке электроны облег- чают зажигание разряда в про- межутке катод-анод. Пусковая характеристика представляет
зависимость Uа.з= f(Iс), где Uа.з – анодное напряжение зажигания,
Ic – ток сетки (рис. 14, б). После
зажигания основного разряда сетка теряет свои управляю-щие свойства.
+Uа |
Uc
а
Uа.з., В |
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
200 |
|
|
|
-10 |
-5 |
0 |
5 |
10 Iс, мкА |
|
|
|
б |
|
Рис. 14. Триодный тиратрон: а – схема
включения управляющего напряжения; б – пример пусковой характеристики Uа.з= f(Iс)
Поэтому для выключения триод- ного тиратрона следует выключить анодное напряжение. При этом про- исходит деионизация плазмы в разрядном промежутке за время 10…100 мкс и управляющее дей- ствие сетки восстанавливается
24

Тетродные тиратроны
Это газоразрядные приборы с потенциальным управлением, имеющие две управляющие сетки (рис. 15, а). на первую сетку подается положительное напряжение 50…100 В, обеспе-чивающее вспомогательный разряд между катодом и первой сеткой.
+Uа |
Uа.з., В |
|
|
Iс1=5 мкА |
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc2< Uc1+Uc1 |
175 |
Iс1=10 мкА |
|
|
150 |
|
|||
Iс1=50 мкА |
|
|||
|
125 0 |
20 40 |
60 |
80 Uс2, В |
а |
|
|
б |
|
Рис.15. Четырехэлектродный тиратрон: а – схема
включения управляющих напряжений; б – пример пусковой характеристики Uа.з= f(Uс2)
При увеличении положительного напряжения Uc2 на второй управляющей сетке тормозящее поле между сетками уменьшается, электроны проходят к аноду и в пространстве между второй сеткой и анодом ионизируют газ, вызывая появление тлеющего разряда.
Пусковая характеристика представляет зависимость Uаз= f(Uс2). Таким образом, зажиганием разряда можно управлять за счет изме-нения тока
Iс1 |
первой сетки и напряжением Uс2 |
на второй. |
25 |
|
|
|
Параметры тиратронов
1. Uа.з., Uс1 и Uс2 – напряжения на электродах относительно катода при возникновении разряда, В.
2.Iа – максимальное значение анодного тока, мА.
3.tвос– время восстановления, мкс.
4.Iпуск – пусковой ток, мкА.
5.Uпуск – пусковое напряжение, В.
Тиратроны используются как индикаторы и генераторы релаксационных колебаний и как другие активные элементы схем. В настоящее время тиратроны вытеснены полупроводниковыми приборами – тиристорами.
Однако, импульсные тиратроны применяются широко – преимуществен- но в цепях формирования мощных импульсов электрического тока (главным образом в качестве коммутирующих приборов в модуляторах передатчиков радиолокационных станций).
26