электровакуум.приборы (1084498), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Затем в результате зарядки накопнтельнопз элемента напряжение на промежутке вновь возрастает и пробой повторяется. Таким образом искровой разряд может иметь форму повторяющихся импульсов, интенсивность и частота которых определяются параметрами цепи электропитания. 299 Рис. 25.13. Образование стримера в лу- говом разряде Рис. 25.14. Положительная корона Напротив, при неограниченной мощности источника электропитания холодный катод промежутка нагревается за счет потерь джоулева тепла и начинает эмиттировать термоэлектроны. В результате разряд переходит из искровой формы в непрерывную дуговую.
Явления в искровом разряде хорошо объясняются стримерной теорией. Сгримером называют светящееся образование ионизированных частиц высокой плотности, распространяющееся в разрядном промежутке со скоростью, значительно большей, чем у обычной электронной лавины. Образование отрицателыюю, т.е. зарождающегося на катоде, стрнмера иллюстрирует рис. 25.13. В результате выхода из катода К начального электрона зауождается электроню-ионная лавина (1), подобная тем, которые создаются при возникновении таунсендовского разряда. Поскольку сама лавина представляет собой область с высокой проводимостью (как при коротком замыкании части промежутка), напряженность электрического поля межцу ее головкой и анодом возрастает.
При высоких давлениях разрядная область имеет малое поперечное сечение, газ в этой сжатой (контрагированной) области в результате возбуждения и рекомбинации испускает фотоны. Распространяясь во все стороны, фотоны первой лавины становятся инициаторами новых лавин, однако наиболее вероятно зарождение вторичных лавин (11) в области перед головкой, где напряженность электрического поля максимальна. Вторичные лавинът, в свою очередь, стимулируют появление третнчных (111) и т.д.
Указанные явления приводят к образованию стрнмера, который продвигается по направлению к аноду А со скоростью, много большей, чем скорость дрейфового движения электронов. Еще одной формой разряда, возникающей при высоких давлениях газа, является коронный разряд. Дпя его существования необходимо, чтобы хотя бы один из электродов имел малый радиус кривизны, обеспечивающий появление обчасти электрического поля с высокой неоднородностью. На рис.
25.14 схематически показана положительная корона. Здесь электрод малого радиуса г, — анод, внешний электрод с 300 радиусом 㠄— катод. Коронирующий слои локализован в цилиндриче. оком слое у анода с радиусом г,. Все пространство между электродами коронного разряда можно разбить на две области: коронирующий слой 1, прнмыкаюпщй к электроду с малым радиусом кривизны, в котором происходит ионизация газа н формируется объемный заряд, внешнюю область 2, где происходит только перенос заряда, но не ионизация. Рассмотрим вопрос о том, какой вид должна иметь ВАХ положительной короны.
Увеличение тока приводит к образованию дополнительного положительного объемного заряда в коронирующем слое и к перестройке распределения потенциала, аналогичной изображенной на рнс. 25.9, которая снижает напряженность электрического поля в коронирующей анодной области. Поскольку с уменьшением Е падает и коэффициент т1, то ионизация в коронирующем слое должна снизиться.
Вместе с тем при постоянном внешнем напряжении между электродами уменьшение падения напряжения в коронирующем слое обязательно приводит к увеличению падения напряжения во внешней области. Это перераспределение, однако, не сопровождается возникювением ионизацин во внешней области, поскольку даже и при больших значениях напряженности поля Е коэффициент 11 здесь по-прежнему практически равен нулю. Поэтому для увеличения тока требуется повысить внешнее напряжение, и ВАХ положительной короны оказывается возрастающей.
Анализ показывает, что электроны, дающие начало лавинам, образующим коронирующий слой, появляются не из катода, а зарожцаются на катодной границе коронирующего слоя в результате фотоионизации атомов газа. Контрольные вопросы и задания 1. Чем отличаются упругие соударения от неупрутих? 2. Как связано эффективное сечение соударений с длиной свободного пробега? 3. Какие частицы„попадая на катод, вызывают эмиссию в газовом разряде? 4. Что такое коэффициент подвижности? 5. В чем разница межцу диффузионным и дрейфовым движениями? 6. Каково условие возникновения самостоятельного разряда? 7.
Какими постоянными величинами характеризуется юрмальный тлеющий разряд? 8. Как меняется механизм эмиссии из катода при переходе из тлеющего в дутовой разряд? Глава двадцать шестая ПРИБОРЫ ТЛЕВВ(ЕГО РАЗРЯДА ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ И ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛ~В 26.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИБОРОВ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА Основными особенностями приборов тлеющего разрцца являются холодный ненакаливаемый катод, сравнительно малые рабочие токи (миллиамперы) и стабильность электрических параметров. Приборы тлеющего разряда с холодным катодом имеют ряд преимуществ по сравнению с электронными лампами: отсутствие цепей накала с присущим им заметным расходом мощности, более высокие срок службы, надежность, механическая прочность. Стабилыюе и не зависящее от тока нормальное катодное падение потенциала тлеющего разряда обусловило широкое применение стабилитронов тлеющего разряда для стабилизации напряжений цепей электропитания аппаратуры на электронных лампах и других электровакуумных приборах.
Возможность управления возникновением тлеющего разряда с помощью небольшого тока вспомогательного разряда или же электрического поля добавочных управляющих электродов используется в репейных тиратронах тлеющего разряда и приборах дпя счета импульсов— декатронах. Следует, однако, заметить, что в связи с преобладающим развитием полупроводниковой электроники эти группы приборов тлеющего разряда в настоящее время находят только ограниченное применение. Гораздо более перспективно применение приборов тлеющего разряда в качестве индикаторов, основанное на их способности нреобразовывать электрические сигналы в световое излучение. Газораэрядные индикаторы получили в настоящее время чрезвычайно широкое распространение и продолжают быстро развиваться, становясь в ряде применений конкурентом ЭЛТ. Это связано с такими их особенностями, как способность преобразования электрических сигналов в световые с достаточно высоким КПД, возможность использования внутренних свойств тлеющего разряда дпя адресации информации по индикаторному полю, запоминание информации в самом индикаторном поле, возможность создания индикаторных полей больших размеров, плоскост.
ность конструкции В данной главе рассматриваются приборы тлеющего разряда, применяемые дпя стабилизации напряжений и обработки электрических сиг. палов, а также иццикаторные тиратроны. Более сложные индикаторные приборы тлеющего разряда ввиду специфики их работы и тесной связи приборов с управляющей схемой выделены в гл.
27. ,26.2. СГАБИЛИТРОИЫ ТЛЕЮЩЕГО И КОРОННОГО РАЗРЯДА Нормальному тлеющему разряду присуще постоянное катодное падение потенциала г4 „. При условии небольших расстояний между катодэм н анодом падение напряжения в остальных областях тлеющего разряда незначительно, поэтому общее падение напряжения между катодом и анодом ипи напряжение поддержания разряда ип является приблизительно постоянным.
На этом и основано действие стабилитронов тлеющего разряда. Стабилитроны применяются в двух типах схем стабилизации напряжения. В первой схеме параметрической стабилизации (рис. 26.1) стабилитрон 1' включен параллельно нагрузке, благодаря чему на последней поддерживается то же напряжение, что и на стабилитроне. Качественно можно объяснить работу этой схемы следующим образом.
РаэиаетЬ МЕЖДУ ВХОДНЫМ иьх И ВЫХОДНЫМ иеых НаПРЯжЕНИЯМИ ГаСИтСЯ на балластном резисторе Лб, так что любое изменение входного напряжения приводит к такому изменению тока Гб через резисторЛб, при котором выходное напряжение остается неизменным. Прн изменении же тока нагРУзки 1п, но пРи постоЯнном иех ток ~б остаетсЯ неизменным за счет сохранения постоянства суммы токов через стабилитрон и нагрузку: Гб сн + сст.
(26.1) (26. 2) Ян тга + Ябтах Во-вторых, наибольший ток через стабилитрон не должен превосходить максимально допустимого значения Хеттах, соответствующего точке перехода от нормального к аномальному тлеющему разряду по характеристике рис. 24.1; в противном случае напряжение ие,ц, возрастет. Поскольку ток через стабилитрон максимален при минимальном токе нагРУзкн Гп и максимальном вхоДном напРЯжении иех, то втоРое условие имеет вид иех тех — ии т!а Ябтш и„ < ~ст тах Лп тах (26,3) Исключив Лб из (26.2) и (26.3), получим Рассмотрим условия нормальной работы схемьг параметрической стабилизации.
Во-первых, при подаче входного напряжения должен возникать разряд между анодом и катодом. С учетом реэистивного делителя Яб, Ли это дает дпя наиболее неблагоприятного сочетания параметров схемы и прибора и„„х — ив ты 302 гст тах + иптгпЛгн тах < (26 4) и . -и 1л ив тах зпэ 11, В Уа 141 Рис. 26.1. Схема параметрической ста- Рис.
26.2. Схема стабилиаапни компенбиниээше салионного типа Это выражение имеет смысл только для положительных значений частей неравенства. Неравенство (26.4) можно использовать для определения характеристик стабилитрона, требуемых для стабилизации напряжения на задан. ной нагрузке Ян для данного диапазона питающих напряжений Ц,х. Вторая схема включения — ламповый стабилизатор компенсационного типа — показана на рис. 26.2.
В ней лампа И1 выполняет ту же функцию балласта, на котором гасится избыточное напряжение между бах и Ц,мх, что и балластное сопротивление Лб в схеме рис. 26.1. Отличие заключается в том, что стабилизация достигается нэменениемпроводимости Р"1, в то время как Аб в схеме рис. 26.1 постоянно, а стабилиэапия 11амх в ней достигается регулировкой тока1 Изменение проводимости Р'1 производится следующим образом. Стабнлитрои РЗ задает строго постоянное напряжение на катод лампы, а напряжение, поступающее на сетку Р2с части нагрузочного резистора Ян, пропорционально напряжению на нагрузке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
