электровакуум.приборы (1084498), страница 63
Текст из файла (страница 63)
При повышении напряжения Ц,мх возрастает потенциал сетки и анодный ток через лампу 3'2 и уменьшается потенциал сетки пампы 1'1. Это приводит к росту полного сопротивления лампы И и к уменьшению напряжения Уамх, чем и достигается его стабилизация При уменьшении напряжения Ц,мх потенциал сетки и анодный ток лампы Р2 уменьшаются, что вызывает увеличение потенциала сетки лампы 3'1. В результате увеличения проводимости лампы Р1 напРЯжение 11амх воэРастает, воэвРащаась к пеР- воначальному значению. Иными словамн, электронно-управляемые лампы в схеме рис, 26.2 образуют усилительный каскад с отрицательной обратной связью по выходу, стремяшийся строго стабилизировать выходное напряжение Ц,мх при изменении входного напряжения Пах или сопротивления нагрузки Ян.
Поскольку напряжение Ц, „практически неизменно, то и ток через стабилитРон, подсоединенный к 11амх чеРез Яб, остаетсЯ постоЯнным независимо от изменений входного напряжения или сопротивления на. 304 137 а ну 20 30 1, мА рнс, 26.3. Вольт-амперная характеРистика Регтлиртюпюго стабилитрона Рис. 26.4. Конструкция стабилитрона тлеющего разряда грузки. Стабилитрон в такой схеме выполняет функции источника эталонного (опорного) напряжения, работающего при почти фиксированном токе. Из проведенного рассмотрения следует, что целесообразно иметь две группы стабипитронов: регулирующие с широким диапазоном токов стабилизации для схемы рис. 26.1; опорные с узким диапазоном токов стабилизации и высокой стабильностью напряжения поддержания разряда для схемы рис. 262, Для регулирующих стабилитронов задаются следующие параметры: напряжение возникновения разряда Ц, напряжение поддержания разряда 1/п; минимальный и максимальный ДопУстимые токи 1ст мтл 1ст мах' допустимое изменение напряжения поддержания разряда в диапазоне рабочих токов ЬУп, Для опорных стабилитронов вместо параметра хх11п задаются: нестабильность напряжения поддержания во времени (дрейф) и (дополнительно) зависимость напряжения поддержания разряда от температуры окруисаюшей среды — температурный коэффициент напряжения.
Параметры регулирующего стабилитрона можно определить по ВАХ, показанной на рис, 26.3. Типовая конструкция стабилитрона тлеющего разряда изображена на рис. 26.4. Прибор содержит цилиндрический катод 1, окружающий цилиндрический или проволочный анод 2. Электроды фиксируются друг относительно друга с помощью керамических 305 изоляторов 3, внутри стеклянного баллона 4 размещается газопоглотитель 5. В качестве газового наполнения приборов используются чистые инертные газы или их смеси. Наиболее стабильные катодные падения и тем самым напряжения поддержания разряда удается получить с помощью тугоплавких металлов: молибдена, тантала или циркония. Стабильность достигается путем пропускания через прибор на стадии его изготовления больших импульсов тока, вызывающих интенсивное катодное распыление.
Перечисленные материалы катодов являются поглотителями таких активных примесных газов, как кислород и азот, а распыляемые атомы имеют высокую химическую активность во время своей диффузии от катода к стенкам баллона. Распыление катода приводит к избирательному поглощению примесей, но не инертного газа, чем обеспечивается высокая чистота газового наполнения. Кроме того, металлическая пленка, осаждаюшаяся на стеклянные стенки баллона, препятствует выделению газов из стекла. В регулирующих стабилитронах, где требования к стабильности напряжения поддержания не столько велики, но требуется широкий диапазон допустимых токов, используют катоды с большой поверхностью, В этом случае в качестве материала катода часто применяется никель, который обрабатывается легче, чем тугоплавкие металлы.
Конструирование стабилитрона сводится к выбору материала и площади катода, рода и давления наполняющего газа, обеспечивающих основные параметры стабилитрона, перечисленные выше. Поскольку напряжение стабилизации задается требованиями к источнику электропитания, то для облегчения выполнения формулы (26.4) НЕОбХОдИМО ПОЛуЧИтЬ МИНИМаЛЬНЫЕ Ц, т;„И раЗНОСтЬ ??в тгл — 1Уп. ИС- пользуя (25.45) и (25.46), получаем 1?в тьв 1?п = (17 17 ) + (177?тах 1(7?зф)?п(1 + 177) = = и„+ (и' — ?7а) + (ц,ф — ц,„)и,;„Ул,ф. (26.5) Для получения минимального напряжения возникновения разряда расстояние между электродами и давление должны быть выбраны таким образом, чтобы приведенная к давлению напряженность электрического поля была равна значению (Е?ро)тах по табл. 26.3.
Тогда очевидное соотношение (26.6) и,?(К!р,),„к (р,4, к),„, позволяет найти произведение (рода к)орт, где с?⠄— расстояние анод-катод. Анализ табл. 253 показывает, что У = У' инаиболееблизкие значения '?тах 7?зф получаются в пеннинговой смеси ?4е + Ат. Физически малая разность напряжений возникновения и поддержания разряда объясняется тем, что в результате реакции Пеннинга в этой смеси проис- 306 0,0 1200 1240 1200 1160 Н20 1000 1040 П100 0 100 200 500 ?, мкА Рис.
26.5. Вольт амперные характеристики положительной короны дпя различных газов Рнс. 26.6. Конструкпия стабилитрона коронного разряда ходит быстрое разрушение метастабильных атомов, вследствие чего концентрация атомов Лт оказывается незначительной. Из-эа малого значения А?т квадратичные эффекты при протекании тока почти отсутствуют, а возникновение и подцержание разряда требуют почти одинаковых напряжений. В общем слУчае понижение Разности ?7вт?л — ?7п достнгаетсп эа счет: использования газовых наполнений, в которых не происходит парных взаимодействий метастабильных атомов; выбора произведения давления на расстояние между электродами (Рос?а к) орг, соответствУюЩего минимУмУ кРивой Пашена. Для стабилизации более высоких напряжений применяются стабилитроны коронного разряда, которые могут работать в схемах и как опорные, и как регулирующие элементы.
Как отмечалось в В 25.7, ВАХ коронного разряда является возраставшей. В связи с этим она непосредственно не пригодна для использования в стабилитронах. Однако определенный выбор геометрии и газового наполнения позволяет сделать эту характеристику почти горизонтальной. На рис. 26.5 приведено семейство характеристик положительной короны для аргона (кривые 1 и 3) и водорода (кривые 2 и 4) при отношении радиусов катода и анода 50: 1 (кривые 1 и 2) и 8: 1 (кривые 3 и 4) .
Анализ этих кривых показывает, что уменьшение степени неоднородности электрического поля позволяет приблизить характеристику к горизонтальной. В этом же направлении действует переход от инертного газа Аг к водороду. Практически в стабилитронах используется положительная корона (коронирующий электрод меньшего радиуса — анод) в атмосфере водорода. Высоковольтные стабилитроны коронного разря- 307 да выполняются в металлокерамическом баллоне с бесцокольным оформлением и выводами в разные стороны. Типичная конструкция такого прибора изображена на рис. 26.6.
Анод А соединяется с корпусом посредством гофрированного керамического изолатора, В качестве газового наполнения используется водо. род; давления, превышающие атмосферное, позволяют повысить рабочие напряжения. Более низковольтные стабилитроны коронного раз. ряда имеют стеклянные баллоны с цокольными выводами. 26.3. РЕЛЕйНЫЕ И ИНДИКАТОРНЫЕ ТИРАТРОНЫ ТЛЕЮИ(ЕГО РАЗРЯДА В соответствии с назначением можно вьшелиттп а) репейные тиратроны, характеризуемые наличием двух состояний (включено и выключено), применяемые в автоматике; б) индикаторные тиратроны, характеризуемые наличием или отсутствием свечения, применяемые для индикации электрического состояния цифровых систем. Репейный тиратрон тлеющего разряда, схема включения которого показана на рис.
26.7, представляет собой прибор, содержащий основные электроды — анод А и катод К, а также одну нли большее число управляюшнх сеток (на рис. 26.6 — одна сетка) . В простейшем случае запуск тиратрона осуществляется импульсом (ус, подаваемым через разделительный конденсатор на сетку. В отличие от электровакуумных приборов в тиратронах тлеюшего разряда, как и в большинстве других ионных приборов, возможно управление толью возникновением разряда между анодом и катодом, но не его лрекрашением. Действительно, после начала прохождения тока 'в приборе появляется газоразрядная плазма. Заряженная сетка притягивает из плазмы заряды противоположной полярности.
В результате возникает электронная для случая положительной по отношению к плазме сетки или же ионная для случая отрицательной по отношению к плазме секти оболочка, что иллюстрируется рис. 26.8. Появление оболочки приводит к тому, что создаваеьюе ею электрическое поле зкранирует сетку и поле последней перестает проникать в плазму. Объемный заряд, появляюшинся у сетки, является не статическим, а динамическим — заряды делрерывно уходят из оболочки на сетку и одновременно восполняются зарядами, приходящими из плазмы. Работу релейного тиратрона в электрической цепи (рис. 26.7) можно пояснить на диаграммах рис. 26.9. Из рисунка видно, что сама по себе подача анодното напряжении (уа в момент времени г1 не приводит к протеканию тока через промежуток.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
