Петров К.С. Радиоматериалы и радиокомпоненты (2003) (1152094), страница 93
Текст из файла (страница 93)
10.29, в), наступает дуговой разряд. Уменьшение напряжения сопровождается шнурованием разряда и образованием ярко светящегося катодного пятна Шнурование продолжается до тех пор, пока напряжение не достигнет величины, равной 10-20 В, необходимой для поддержания эмиссии электронов. Дальнейшее увеличение тока (участок СН) происходит за счет расширения области, охваченной электронной эмиссией. Типы 1азоразрядиых приборов В настоящее время газоразрядные приборы имеют ограниченное применение. Поэтому рассмотрим весьма кратко их особенности и области применения. Предварительно обратим внимание на то, что, рассматривая электрический разряд в газе, мы имели в виду гипотетическую модель. Реально в конкретном газоразрядном приборе используется какой-либо один вид электрического разряда. Простейшим газоразрядным прибором является неоновая лалта — двухэлектродный прибор, работающий в режиме аномального тлеющего разряда.
Неоновая лампа служит для индикации наличия напряжения или электромагнитного поля. При переменном напряжении низкой частоты анод и катод неоновой лампы по- 10.12. Газоразрядные приборы переменно меняют свои функции. При высокочастотном напряжении в неоновой лампе возникает высокочастотный разряд. Особенность этого разряда состоит в том, что электроны, возникшие в результате внешней ионизации, совершая колебательные движения при быстрой перемене знаков потенциала на электродах, ионизируют газ, который начинает светиться, а образовавшиеся малоподвижные ионы не успевают менять направление своего движения и образуют объемный положительный заряд.
При этом эмиссия с поверхности электродов отсутствует. Стабилиогроны тлеющего разряда служат для стабилизации напряжения. Они работают в режиме нормального тлеющего разряда, в котором величина напряжения на стабилитроне слабо зависит от величины тока. Катод стабилитрона выполнен в виде цилиндра, внутренняя поверхность которого специальным образом обработана, чтобы повысить коэффициент вторичной электронной эмиссии. Для облегчения зажигания тлеющего разряда на внутренней поверхности цилиндра имеется выступ, вокруг которого происходит шнурование разряда. Анодом стабилитрона является никелевый стержень, расположенный вдоль оси симметрии анода Напряжение стабилизации определяется материалом катода, типом и давлением газа.
Практически оно составляет порядка 100-200 В. Тиратроны тлеюшего разряда помимо катода и анода содержат сетку, которая служит для управления напряжением зажигания. На сетку подается небольшое положительное напряжение, под воздействием которого возникает вспомогательный темный разряд. При увеличении анодного напряжения возникает тлеющий разряд между катодом и анодом. Чем больше величина тока вспомогательного разряда, тем меньше величина напряжения возникновения разряда в анодной цепи. Объясняется это тем, что с ростом тока сетки в промежутке между катодом и сеткой увеличивается количество ионов и электронов, благодаря чему облегчается возникновение основного разряда. Зависимость напряжения зажигания основного разряда от тока сетки называется пусковой харакглерисгликой.
После зажигания основного разряда сетка теряет свои управляющие свойства, то есть изменение потенциала сетки не влияет на анодный ток и анодное напряжение. Это объясняется тем, что положительно заряженная сетка притягивает к себе электроны, которые образуют около поверхности сетки отрицательно заряженный слой„нейтрализующий действие положительного заряда сетки. При увеличении или уменьшении положительного потенциала сетки увеличивается или уменьшается количество электронов, притягиваемых сеткой, и по-прежнему действие ее заряда будет нейтрализоваться соответственно изменяющимся зарядом электронной оболочки. Если же на сетку подать отрицательное напряжение, то она притянет положительные ионы, которые создают вокруг нее положительно заряженный слой, нейтрализующий действие отрицательного заряда сетки. Помимо односеточных тиратронов существуют двухсеточные.
В таких тиратронах управляющей является вторая сетка, более удаленная от катода. На первую сетку подается постоянное положительное напряжение, и в цепи этой сетки все время существует небольшой ток подготовительного разряда. На второй сетке напряжение ниже, чем на первой. Поэтому тормозящее поле между сетками не позволяет электронам проникнуть к аноду. Если же на вторую сетку подать импульс положительного напряжения, то электроны проникнут сквозь вторую сетку к аноду и возникнет тлеющий разряд. Из изложенного следует, что тиратроны обладают двумя 494 Глава 10. Вакуумная электроника устойчивыми состояниями: проводящим и непроводящим. Поэтому он находит применение в импульсных схемах электронной автоматики.
При этом свечение газа обеспечивает индикацию состояния схемы. Для визуальной цифровой (или буквенной) индикации электрических сигналов применяются знаковые индикаторы тгвютявго разряда. Такие индикаторы содержат несколько катодов, изготовленных из проволоки, выгнутой в виде цифр или других знаков, и расположенных один за другим. Анод сделан из проволочной сетки. При подаче напряжения между анодом н одним из катодов около катода возникает свечение газа, то есть становится видимым светящийся знак. Для счета импульсов в десятичной системе с одновременной индикацией показаний предназначены двкатроны. Они содержат один цилиндрический анод, вокруг которого в виде кольца расположены штыри-катоды. При поочередной подаче на катоды отрицательных импульсов напряжения тлеющий разряд переносится от одного катода к другому.
При этом через купол баллона наблюдается перемещение по окружности светящейся точки. После каждых десяти импульсов схема управления выдает импульс на управляющую схему второго декатрона, который, в свою очередь, после десяти входных импульсов выдает запускающий импульс на следующий декатрон и т. д, При этом первый декатрон считает число единиц, второй — число десятков и т. д. Для получения сложных изображений разработаны газоразрядиыв панели (ГРП). Они имеют много конструктивных разновидностей, Однако общим конструктивным признаком для большинства из них является наличие двух ортогональных прозрачных полосковых систем электродов (катодных и анодных), расположенных на стеклянных пластинах, отделенных друг от друга диэлектрической маской с системой отверстий, шаг которых равен шагу полосковых электродов, то есть ГРП представляет собой совокупность большого числа двухэлектродных газоразрядных приборов, работающих независимо друг от друга.
При подаче напряжения между каким-либо полосковым катодом и полосковым анодом через отверстие в диэлектрический маске возникает тлеющий разряд, наблюдаемый в виде светящейся точки. При подаче по определенному закону напряжения на несколько катодов и анодов можно посредством точечного растра воспроизвести любую фигуру. ГРП могут давать и многоцветные изображения. Для этого надо на боковые или торцевые стенки ячеек нанести покрытия из люминофоров, дающие свечение определенного цвета. Располагая рядом ячейки с покрытиями из люминофоров, дающих основные цвета (синий, зеленый, красный), можно получить цветное изображение. Для зашиты линий связи, обмоток выходных трансформаторов и других элемен-' тов электрических цепей от перенапряжений применяются разрядники, Их действие основано на резком увеличении проводимости прибора вследствие возникновения тлеющего или дугового разряда между электродами.
После снятия перегрузок разрядники вновь восстанавливают исходное высокое сопротивление. Для защиты входа приемника радиолокационной станции от перегрузки при излучении передатчиком мощного импульса применяют резонансные разрядники СВЧ. Такие разрядники являются частью объемного резонатора, настроенного на частоту излучения передатчика, и включаются в высокочастотную линию, идущую от антенного фндера к входу приемника, на расстоянии от начала линии, 495 Контрольные воп осы кратном нечетному числу четвертей длины волны. При излучении передатчиком мощного радиоимпульса в резонаторе возбуждаются мощные колебания.
На емкости, которую образуют электроды разрядника, развивается большое напряжение, в результате чего возникает высокочастотный разряд, сопротивление разрядника резко уменьшается и он практически закорачивает резонатор, вследствие чего излучаемый импульс передатчика не попадает на вход приемника. Принимаемый отраженный импульс не в состоянии зажечь разряд и проходит на вход приемника Среди приборов дугового разряда следует отметить газотроны н тиратроны, длительное время применявшиеся для выпрямления высоких напряжений и больших токов. Газотрон представляет собой мощный диод с термоэлектрическим катодом, наполненный инертным газом или парами ртути.
В отличие от вакуумного диода у газотрона отсутствует отрицательный объемный заряд около катода, Он компенсируется положительными ионами. Поэтому в газотронах можно получить значительный анодный ток при небольшом анодном напряжении. В этом заключается основное преимущество газотрона перед вакуумным диодом. Тиратроны дугового разряда отличаются от газотронов наличием сетки, предназначенной для управления напряжением зажигания. Вместе с тем следует иметь в виду, что в настоящее время вакуумные диоды, газотроны и тиратроны практически полностью вытеснены более долговечными, надежными и удобными в эксплуатации полупроводниковыми выпрямителями.
Контрольные вопросы 1. Какие разновидности электронных ламп вам известны7 2. Что такое околокатодный процесс7 3. Что такое процесс токораспределения7 4. Что такое динатронный эффект7 5. Что такое наведенный ток7 6. Нарисуйте и сравните выходные характеристики триода и пентода. 7. Какими параметрами характеризуются электронные лампы и как они определяются по характеристикам7 8. Как устроен и работает клистрон? 9. Как работает лампа бегущей волны7 10. Расскажите об устройстве и работе электронно-лучевых трубок. 11.
Какие физические процессы протекают в газоразрядных приборах? 12. Какие разновидности газоразрядных приборов существуют и какова область их применения7 Глава 11 Введение в квантовую электронику Квантовая электроника — это область науки и техники, занимающаяся исследованием принципов действия, конструированием и применением генераторов, усилителей, преобразователей частоты электромагнитного излучения, действие которых основано на вынужденном излучении фотонов атомами, ионами и молекуламн.
Еще в 1900 году М. Планк показал, что свет излучается не непрерывно, а отдельными порциями, которые он назвал квантами, впоследствии они получили название фотонов. Известно, что под воздействием света или в результате нагрева, а также при столкновении внешнего электрона с атомом происходит возбуждение атомов, то есть переход электронов на более высокие энергетические уровни, на которых они находятся примерно 10 г с, после чего возвращаются на исходный уровень, излучая фотоны, энергия которых равна разности энергетических уровней. Такие переходы обычно происходят случайно (спонтанно). В квантовых приборах создаются такие условия, при которых возврат электронов на исходные уровни происходит синхронно и синфазно. При этом возникает вынужденное (когерентное) излучение света.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
