Электротехника Касаткин (967630), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Электровакуумный трноц может быть включен по схеме с общим катодом, с общим аноцом и с общей сеткой аналогично трем схемам полупроводникового транзистора, Однако наибольшее практическое распространение имеет схема включения электровакуумного триода с общим катодом (рис, 1!.3), подобная схеме включения транзистора с ОЭ (см. рис. 10.62). К основным достоинствам элсктровакуумного триода, так же как н других злектровакуумных приборов, относится больпия стьбильность их параметров к внешним воздействиям (в первую очередь тем. пературе), чем у функционально аналогичных полупроводниковых приборов.
Для уменьшения связи между цепями управления н нагрузки через емкость между анодом и управляющей сеткой н ослабяения действия других нежелательных явлений применяются тстроды и пентоды. Тегрод — это четырехэлсктродная электронная лампа, которая отличается от электровакуумпого триода наличием зкраннрующей сетки, конструктивно расположенной между анодом и управляющей сеткой (рис.
11.4). Напряжение межцу экранирующсй сеткой и катодом с1 поддерживается неизменным и равным 15-100% номинального значения анодного напряжении сг . ээг В отличие от тетрода пентод имеет третью сетку, расположенную между зкранирующей сеткой,и анодом. Обычно эта сетка соединяется непосредственно с катодом (рис. 11.5) . Включение тетрода и пентода в цепь усилителя аналогично включению электровакуумного триода, Элекгроеакуумные индикаторы содержат последовательно расположенные один за другим катод, управляющую сетку я несколько анодов (рис.
11.6, а). Аноды размещаются в одной плоскости и выполняются в виде совокупности знакосинтезирующих элементов, покрытых люминофором и имеющих отдельные выводы. При положительном относительно катода потенциале управляющей сетки электроны попадают на те элементы анода, к которым приложено положительное относительно катода напряжение (рис. 11.
6, б), вызывая свечение люминофора. 11.3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭПЕКТРОВАКУУМНЫХ ГАЗОРАЭРЯДНЫХ ПРИБОРАХ Разреженный газ, наполнянаций предварительна откачанный до вакуума баллон прибора, лри ионизации значительно уменьшает электрическое сопротивление промежутка между электродами в баллоне, что и используется в газоразрядных приборах. Давление газа (нли паров ртути) в баллоне прибора должно быть мало — в большинстве приборов порядка 10 '-10з Па. Это необходимо для того, чтобы средний свободный (т. е, без столкновений) пробег электронов я таком разреженном газе был достаточно большим. При таком пробеге даже при невысоких напряженностях электрического поля электроны приобретают энергию, необходимую для неупругого взаимодействия с атомами или молекулами газа или пара.
При таком взаимодействии в отличие от упругого происходят возбуждение и ионизация атомов газа или паров, т. е, создаются дополнительные свободнъзе электроны и положительные ионы. ззз Скорость движения электронов во много раз больше скоростз движения относительно тяжелых положительных ионов; поэтому и в газо- разрядных приборах основными носителями тока остаются свободные электроны. Доля тока, образуемого движением положительных ионов, составляет обычно менее одной десятой общего тока через разрядный промежуток.
Полезная роль положительных ионов заключается в том, что нх заряды нейтрализуют объемный отрицательный заряд электронов. В разрядном промежутке образуется плазма — среда, для которой характерна высокая концентрация одинакового числа эаряцов обоих знаков (примерно 10~ — 1О' ' пар зарядов в ! смз). Проводимость газовой плазмы близка к проводимости металлов, благодаря чему в газоразрядном приборе ток может достигать больших значений при малом напряжении между электродами. Вследствие ионного характера проводимости процессы в приборе инерционные, что существенно отличает газоразрялные приборы от электронных, После снятия анодного напряжения часть ионов и электронов в баллоне в течение времени денонизации рекомбиннрует, т, е.
соединяется в нейтральные атомы газа у стенок баллона, Задержка деионизации делает гаэоразрядные приборы непригодными для работы в цепях токов высокой частоты. Электрический разряд в газах может быть несамостоятельным и самостоятельным, Для возникновения и поддержки несамостоятельного разряда необходим вспомогательный источник энергии, создающий носители зарядов в газовой среде, — так называемый ионизатор, Например, несамостоятельный разряд возникает в результате термозлектронной эмиссии нагреваемого катода.
Для возникновения и поддержания самостоятельного разряда требуется только электрическое поле в газоразрзщном промежутке. В газоразрядных приборах может быть разряд двух видов. дуговой и тлеющий. 11.4, ПРИБОРЫ ДУГОВОГО РАЗРЯДА Мощность цепи нагрузки газоразрядного прибора дугового разряда при равных габаритах в несколько раз больше, чем электронного.' По этой причине практически управляемые приборы дугового разряда могут служить для непосредственного управления различного рода исполнительными механизмами, Несамостоятельный дуговой разряд имеет месцз в газотроне и тира- троне, самостоятельный дуговой разряд — в игнитроне и ртутном вентиле, Последние применяются в вьп1рямительных устройствах большой мощности.
По устройству гирагрон — зто триод, баллон которого заполнен сильно разреженным инертным газом нли парами ртути. Условное обозначение тиратрона и его вольт-амперные характеристики показаны на 334 Ряс. 11. 7 0 д,г 0,2 Ц, ттл. ПРИБОРЫ тлеюшего РАЗРядА Тлеющий разряп использустся в газоразрядных приборах малой мощности. Несамостоятельный тлеющий разряд имеет место в газоразрядном стабилитроне, самостоятельный тлеющий разряд — в декатроне.
Декатрол представляет собой многоэгсектродньй переключающий прибор для коммутации малых токов. Газоразрядлый слгбилигрол это двухэлектродный прибор, в ко- 4,ия тором возникает несамостоятельный 00 тлеющий разряд в среде инертного газа при термоэлектронной эмиссии 80 катода. На рнс. ! 1.Я показаны ус. ловное изображение газоразрядно- 20 го стабилитрона и его типовая 10 0 50 070 и„,а 335 Рис. 11.8 рис.
11.7. В основном своем варианте 0 тнратрдн — прибор с подогревным ка. тодом и несамостоятельным дуговым разрядом. Этот разряд возникает при определенном значении анодного напряжения — напряжении зажигания (7з. Напряжение зажигания тиратрона можно регулировать изменением напряжения между управляющей сеткой и катодом.
Отрипательный потенпнал управляющей сетки относительно катода повьшюет напряжение зажигания, а положительный понижает. Пока тиратрон не зажегся, анодный ток 1, относительно мал. Прн зажигании тиратроиа начинается ионизация газа. Как только в приборе устанавливается дуговой разряд, напряжение управляющей сетки перестает влиять иа значение анодного тока, Пщюжительные ионы газа обволакивают управляющую сотку н компенсируют ее отрицательным заряд.
Вольт-амперные характеристики тиратрона (рис. 11.7) подобны вольт-амперным характеристикам тиристора (см. рис. !026, а). Это определяет и общность ик применения в качестве управляемых бесконтактных ключей. вольт-амперная характеристика, Газоразрядиый стабилитрон применяется для стабилизации напряжения в электрических цепях подобно полупроводниковому стабил итрону (ем, рис. ! 0,13, б) . 11.в. электРОВАкуумные ФОТОэлектРОнные пРиБОРы В злектровакуумных фотоэлектронных приборах используется явление фотоэлектронной эмиссии, которое заключается в том, что при облучении тела потоком энергии излучения (поток света) оно может испускать во внешнюю среду электроны.
В электровакуумных фотоэлектронных приборах (фотоэлементах и фотоэлектронных умножителях) для этой цели служит фотокатод Фотоэлементом называется прибор, электрические свойства которого изменяются под действием падаюшсго на фотокатод излучения. Электроды фотоэлемента — анод и катод — помещены в стеклянный баллон. В зависимости от степени разрежения газа в баллоне различают электронные (давление 10 ' — 1О ' Па) и газоразрядные (давление 1О ' — 10 з Па) элсктровакуумные фотоэлементы. Фотокатолом служит слой шелочноземельного металла, нанесенного на подложку из серебра.
Последняя осаждена непосредственно на внутренней стороне стекла баллона и соединена с соответствующим выводом. Покрьпая серебром болыпая часть баллона образует с внешней стороны характерную зеркальную поверх1юсть. В последней оставлено оконце для светового потока, направленного внутрь баллона на активную поверхность фотокатода, Анод вьшолняется часто в виде проволочного кольца„помещенного перед катодом (рнс, 11,9). Чтобы получать ток в фотоэлементе, нужно воздействовать на освобождаемые светом электроны электрическим нолем, т.
е. необходим источник постоянного анодного напряжения. Вольт-амперная характеристика !!(I, ) элекгронноги фотоэлемента (рис. 11.10, л) напоминает вольт-амперную характеристику злектровакуумного диода (см. рнс. 11.2). Сначала, при малых значениях анод- Вида нанмд Х,мкя 30 Х,мкА 100 75 днам! данн гО 50 лнад Вмда анода 00 00 ОВ,В 0 1 г Ча,ам пд О) о го Рис, 11.9 Рис.
11.10 336 ного напряжения, ток 1 растет вместе с увеличением анодного напряжения. При некоторой освещенности фотокатода все электроны эмиссии достигают анода (ток насыщения), прн дальнейшем повышении анодного напряжения ток фотоэлемента практически не изменяется.
Ток насьпцения зависит лишь от фотоэлектронной эмиссии, а следовательно, только ат освещенности фотокатода. Зто — ценное качество электронного фотоэлемента. Зависимость тока насыщения от светового потока Ф вЂ” световая характеристика электронного фотоэлемента — линейна (рис. !1.10, б), что является с77едствием закона Столетова, Чувствительность фотоэлемента определяется отношением изменения его тока насыщения к изменению светового потока: Ю = д17йФ, она относительно мала (20 — 80 мкА/лм). Чувствительность можно увеличить, если после откачки в баллон ввести сильно разреженный инертный газ, При работе такого гаэоразрлдного фогозлеменш электроны эмиссии нонизнруют газ и поток электронов от катода к аноду усиливается, Газовое наполнение увеличивает чувствительность фотоэлемента примерно в 5 раз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
