электровакуум.приборы (1084498), страница 72
Текст из файла (страница 72)
ду электродами пробивные напряжения определяются левой (при малых расстояниях) или правой (при больших расстояниях) ветвью кривой Пашена. 28.2. ГАЗОТРОНЫ Простейшая схема использования газотрона в качестве вентиля для преобразования переменного тока в постоянньй и соответствующие диаграммы напряжений показаны на рис. 28.1, а, б.
Вентильные свойства идеального прибора приводят к тому, что он проводит ток (г от анода А к катоду К и не проводит его в обратном направлении. В реальном приборе при положительной полуволне напряжения на аноде напряжение источника Е почти полностью передается на нагрузку Кд в виде напряжения (7а (за вычетом прямого падения напряжения межцу анодом и катодом вентиля 4417а) . При отрицательной полуволне через вентиль может проходить небольшой обратньй ток, создающий падение напряжения на Яд, все остальное напряжение источника падает на вентиле (обратное напряжение (гебр) ° Таким образом, из качественного рассмотрения работы этой простейшей схемы следует, что для расчета схемы вентиль должен характеризоваться следующими основными параметрами: 347 Рис.
28.2. Коиструкпия стеклянного газо- трона с газовым наполнением Рис, 28.1. Применение газотроиа для выпрямлении: а — схема включения; о — диаграммы иапряжсииа и токов допустимым средним значением тока 1я,р, допустимым максимальным значением тока 1, мех; допустимым падением напряжения между анодом и катодом И1я; максимальным обРатным аноцнымнапРЯжением Гоар.
Конструкция стеклянного газотрона типа ГГ1.0,5/5 приведена на рис. 28.2. Гаэотрон содержит прямонакапьньй оксидный катод 4, изго- товленный из свернутой в спираль плоской ленты, дисковый никелевый анод 2, сйрепленный с молибденовым анодным вьводом 1, проходя- щим по центру стеклянной трубки 10. Катод и анод окружены анод. ным экраном 3, представляющим собой цилиндр с четырьмя поперечны- ми диафрагмами. Диафрагмы 9 и 8 используются для креплении анод- ного экрана к стеклянной трубке, диафрагмы 8 и 7 образуют анодную камеру, диафрагма 5 используется для прикрепления анодного экрана к катодной ножке.
Анодньй экран электрически связан с катодом и выполняет несколько функний. Прежде всего, благодаря малому зазо- Ф ру между экраном и анодом пробивные напряжения определяются ле- вой ветвью кривой Пашена и достаточно велики. Единственный путь прохождения разряда в таком газотроне' — это от катода через отвер- , стие в диафрагме 7 на анод. Размеры отверстия в диафрагме 7 выбирают- ся таким обрйзом, чтобы обеспечить минимальное напряжение возникновения разряда в прямом направлении и максимальное обратное пробивное напряжение.
Нижняя часть вводного экрана выполняет функции теплового барье- ра, препятствующего отводу тепла и тем самым повышающего экономичность катода. Газовое нююлнение прибора — смесь криптона с ксеноном. Инертное газовое наполнение расширяет область рабочих температур прибора, но уменьшает срок службы по сравнению с ртутным наполнением.
Для поддержания чистоты газового наполнения использован газопогло- титель 6. Прибор работает следующим образом. При подаче положительного напряжения на анод электроны, эмиттированные катодом, ускоряются по направлению к аноду, ионизируя при этом частицы газа. В проме- 348 жутке устанавливается характерное для 1 дугового разряда распределение потенциала, показанное на рис. 28.3.
В катод- 4 ной области КО толщиной с1к электроны ускоряются катодным падением ЬУк, приобретая энергию, необходи- У мую для ионизацни атомов или молекул газа (порядка потенциала ионизации 1~~). Объемный заряд в этой области создается преимущественно ионамн, чем и обусловлен заметный положительньй перепац напряжения. Вслед за катодной областью идет плазменная область столбца С дуги с протяженностью 1, характеризуемая малой продольной напряженностью электрического поля МЦ1. 11оэтому падение в столбе не превышает нескольких единиц вольт, Переходньш от плазмы к аноду участок анодной области АО может характеризоваться как положительным, так и отрицательным вводным падением напряжения +И1А или — ЬУА. Поскольку общее лрдение напряжения на газотроне М1я должно быть минимально, стремятся получить отрицательное ююдное падение, чтобы оно компенсировало положительное падение напряжения в столбе.
Тогда общее падение напряжения на газотроне оказывается приблизительно равным катодному. Типичная ВАХ газотрона была изображена на рис. 25.12. После начального максимума, соответствующего возникновению разряда, ВАХ идет почти горизонтально до тех пор, пока ток анода не превысит ток эмиссии электронов иэ термокатода.
Если задаваемый нагрузкой в схеме рис. 28.1 ток больше тока термоэмиссии катода, то распределение потенциала в разряде изменяется та. ким образом, чтобы возникло дополнительное поле у катода, способное увеличить эмиссию. Увеличение поля происходит за счет накопления положительного объемного заряда ионов у катода и соответствующего роста катодного падения ЬЦ,. Сильно ускоренные за счет повышенного Ь11к ионы выбивают догюлнительные электроны из катода в результате 7-процессов и ток возрастает. Электрическое попе проникает и в слой 349 искажающих электрическое поле и создаюшнх начальную ионизацию. Исчезновение этих зарядов происходит постепенно, поэтому для восстановления полной электрической прочности требуется определенное время.
В гаэотронах, наполненных инертным газом, оно составляет сотни — тысячи, а с водородным наполнением — единицы — десятки микросекунд. Рис. 28.3, Распределение потенциала в дуговом разряде оксида, вызьвая зпгм дополнительную эмиссию под действием эффекта Шоттки. Работа в режиме отбора анодного тока, превышающего ток термоэмиссии, считается недопустимой, поскольку усиленная ионная бомбардировка приводит к распылению оксида и в конечном счете к уменьшению тока термозмиссии. Это, в свою очередь, приводит к дополнительному росту катодного падения 1а()к, усилению ионной бомбардировки катода и т.д., пока не произойдет полного выхода прибора из строя. Поэтому в паспортных данных газотронов (и аналогично тиратронов) задаются два предельно допустимых значения тока: максимального 1а мах и среднего 1а,р. Нормальней режим проводящей части периода обеспечивается, когда мгновенное значение тока, задаваемого схемой, не превышает 1, мях (зто условие соответствует отбору тока, меньшего тока термозмисснн катода), а также когда срелдее значение выпрямленного схемой тока меньше 1а,р (зто условие исключает перегрев газотрона).
В непроводяшую часть периода прибор должен выдерживать высокие обратные напряжения. С этой точки зрения газотрон прежде всего можно характеризовать максимальным обратным анодным напРЯжением ()обр. Для левой ветви кривой Пашена пробивное напряжение будет тем выше, чем меньше произведение рс). Поскольку давление в газотронах выбирается около 30 Па, в расстояние между электродами несколько миллиметров, произведение )л) — 40 + 60 мм Па соответствует круто нарастаюшему участку левой ветви. Благодаря анодному экрану силовые линни электрического поля, проходящие через газ, имеют малую длину, что делает невозможным развитие разряда по ним.
Чтобы обеспечить токопрохожденне в анодном экране, делают одно нлн несколько отверстий, обшее сечение которых достаточно для пропускания тока, а диаметр достаточно мал для перехвата силовых линий поля анода. В динамическом режиме, т.е. после прохождения тока, электрическая прочность гвэотрона уменьшается из-эа наличия остаточных зарядов, 350 Рис. 28хп Применение тиратрона как управляемого вентиля: а — схема включения; б — дии раммы напряжения 351 28.3. ТНРАТРОНЫ Простейшая схема применения тиратрона в качестве управляемого вентиля приведена на рис.
28,4. Зля задирания на сетку тиратрона постоянно подается отрицательное напряжение смещения Есм, дпя отпирания же на смещение накладывается положительный импульс напряжения такой амплитуды, что суммарное напряжение все же остается отрицательным. Изменением момента подачи отпираюшего импульса по отношению к фазе анодного напряжения удается регулировать момент включения и, следовательно, среднее значение выпрямленного напряжения ЦГ в пределах от нуля при ав -+ и до максимального значения, соответствующего режиму включения газотрона при ав -+ О. Положительный импульс передается на сетку через трансформатор Т, ток на сетку ограничивается резистором Ас, цепочка из диода РТ) и шунтируюшего резистора Аю снимает отрицательный выброс.
Конструкция высоковольтного выпрямительного тиратрона с ртутным наполнением показана на рис. 28.5. Тиратрон содержит вогнутый графитовый анод 1 с высокой тепловой стойкостью, катод косвенного накала, представляющий собой цилиндр с внутренними ребрами 3, покрытыми оксидом, спираль нагрева 4, расположенную по оси, и много- дырчатую сетку с малыми отверстиями 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
