Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ФОМЭ / лекции по ФОМЭ / Физические основы электровакуумных и газоразрядных приборов.ppt
Скачиваний:
227
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
332.8 Кб
Скачать

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

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