Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [19] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

на лампе так, чтобы за счет бомбардировки катода положительными ионами увеличилась эмиссия катода. Однако при некотором достаточно высоком энергетическом уровне положительных ионов оксидный слой катода разрушается. Падение напряжения, соответствующее этому критическому энергетическому уровню, называется напряжением дезы н те г р а ц и и. Для инертных газов и паров ртути напряжение дезынтеграции равно 20-25 в. Поэтому важно, чтобы сопротивление внешней цепи бьую достаточным для ограничения напряжения на лампе до значения, не превышающего напряжение дезынтеграции материала катода.

Разряд в газонаполненных лампах с накаленным катодом характеризуется низким напряжением и большим током и называется дуговым разрядом. Характеристика типичного газотрона приведена на рис. 2-62, а. Распределение потенциала в газотроне показано на рис. 2-62, б. В рабочем режиме анодный

Максимальный эмиссионный у ток

Потенциал % S зажигания % «5



Расстояние

Рис. 2-62. Характеристики типичного газотрона. а - вольт-амперная характеристика, б - распределение потенциала при эмиссии катода, превышающей анодный ток.

ток меньше эмиссионного тока катода при нормальной температуре накала. Появляющийся при этом отрицательный пространственный заряд образует фиктивный катод вблизи поверхности катода. На небольшом расстоянии от фиктивного катода потенциал внутри лампы поднимается до значения, почти равного общему потенциалу анод-катод. Эмиттируемые электроны, которые движутся к аноду, получают .благодаря этому потенциалу достаточное ускорение, чтобы при столкновении ионизировать молекулы газа. В области плазмы, между фиктивным катодом и анодом, количество электронов и положительных ионов примерно одинаково, пространственный заряд почти полностью нейтрализуется и падение напряжения в этой области сохраняется очень малым. Низкое падение напряжения в газонаполненных лампах с накаленным катодом позволяет применять аноды гораздо меньшего размера, чем в вакуумных лампах, при том же номинальном значении тока, так как уменьшается мощность рассеивания на аноде.

В газонаполненных лампах с накаленным катодом можно получить значительно более высокую эффективность эмиттера, чем в вакуумных лампах. В вакуумном диоде электроны, излучаемые катодом, получают ускорение по направлению к аноду в электростатическом .ноле между катодом и анодом. Если часть ка-

тода экранирована от анода, то результирующий отрицательный пространственный заряд в этой области препятствует попаданию электронов на анод. В газонаполненном диоде плазма простирается от анода почти до катода, и электроны, эмиттируемые катодом, перемещаются в области плазмы к аноду независимо от формы катода. Благодаря подвижности положительных ионов и электронов в области плазмы конструкция катода может быть довольно сложной по форме и может быть спроектирована так, чтобы путем уменьшения тепловых потерь обеспечить более высокую эффективность эмиттера. Тепловые потери сводятся к минимуму при такой конструкции катода, когда отношение эмиттирующей поверхности к объему катода велико и когда используются специальные экраны для уменьшения излучения тепла. Две наиболее распространенные конструкции катодов изображены на рис. 2-63.


Рис. 2-63. Типичные конструкции катодов газонаполненных ламп с накаленными катодами. а - катод прямого накала, б - катод косвенного накала 1 - ребро с оксидным покрытием; 2 - тепловой экран; 3 - подогреватель, 4 - экран

Высокая эффективность эмиттера приводит к увеличению времени прогрева, так как при малых затратах мощности на накал время, необходимое для достижения теплового равновесия при достаточно большой тепловой емкости, увеличивается. В лампах малой мощности время разогрева для катодов косвенного накала обычно составляет 1-5 мин. Напряжение на анод можно включать тол&ко после того, как катод нагрет до температуры, при которой может быть обеспечен необходимый ток через лампу. В противном случае напряжение на лампе может оказаться больше, чем напряжение дезынтеграции катода.

В газонаполненных лампах с накаленным катодом можно использовать любой инертный газ или пары ртути. Недостатком ламп, наполненных парами ртути, является их большая чувствительность к изменениям давления газа в зависимости от температуры. При пониженном давлении паров ртути недостаточна ионизация газа, что влечет за собой увеличение падения напряжения на лампе и разрушение катода. При повышенном давлении паров ртути заметно снижается обратное напряже-



ние, при котором происходит зажигание. Недостатками ламп, наполненных инертными газами, являются их более высокий потенциал ионизации, вследствие чего увеличивается падение напряжения на лампе, и более низкое значение максимального обратного напряжения из-за сравнительно высокого давления газа, что необходимо для уменьшения явления абсорбции газа. Величина максимального обратного напряжения определяется наибольшим значением напряжения обратной полярности, при котором еще не происходит тлеющего разряда в результате вторичной электронной эмиссии с анода при его бомбардировке положительными ионами.

Газотроны в основном применяются в качестве выпрямителей. Для источников питания с большим выпрямленным током они обладают рядом преимуществ по сравнению с вакуумными диодами: меньшими внутренними потерями, меньшим расходом мощности на накал, более высоким к.п.д., меньшей стоимостью. К недостаткам газотронов относятся: более низкая величина максимального обратного напряжения, возможность высокочастотных релаксаций при переходных процессах, относительно большое время разогрева.

2-8г. Газонаполненные триоды с накаленным катодом (тиратроны). Управляющая сетка может быть введена в газонаполненную лампу с накаленным катодом точно так же, как и в газонаполненную лампу с холодным катодом. Газонаполненные триоды с накаленным катодом называются тиратронами.

Механизм управляющего действия сетки в тиратроне тот же, что и в лампах с холодным катодом. Сетка расположена между катодом и анодом так, что она полностью экранирует катод от анода. При полном экранировании *1ектроны, эмиттируемые катодом, не получают ускорения по направлению к аноду, и 1 близи катода образуется отрицательный пространственный заряд. При некотором значе-ьии напряжения на сетке электроны начинают проникать в пространство сетка-анод, получают ускорение в электрическом поле анода и при столкновении с молекулами газа ионизируют их. Положительные ионы, образующиеся в результате ионизации, перемещаются к сетке, если она отрицательна, и окружают ее ионным слоем, который нейтрализует электростатическое поле сетки и дает возможность большему числу электронов с ускорением двигаться к аноду. Регенеративный процесс нарастания тока происходит до тех пор, пока величина , тока не будет ограничена эмиссией катода или внешним сопротивлением, включенным в анодную цепь. Сетка теряет свое управляющее » действие, как только ее напряжение становится равным критическому напряжению, при котором начинается ионизация. Управляющее действие сетки восстанавливается, когда напряжения на сетке и на аноде становятся меньше напряжения ионизации газа. Величина критического напряжения на сетке зависит от конструкции электродов, от напряжения на аноде и от давления газа. Эксплуатационные качества тиратрона характеризуются его пусковой характеристикой (характеристикой зажигания), показывающей за-

висимость между анодным напряжением и критическим напряжением на сетке, при котором в лампе начинается ионизация. Пусковая характеристика типичного тиратрона показана на рис. 2-64. Основная часть пусковой харак-

Д£/,

теристики почти линейна, и ее крутизна ---i

называется коэффициентом упра-в л е н и я.

1200 1100

* юоо

300

Щ, по

\ 600

500

% 400 I

§ зоо

юо о

\критичеС№е на

чркжен

ie cemi

асть проводи/-

ости

Область отсутствия

ПрдвпВпмпгти

Напряжение сетки, в

Рис 2-64. Пусковая характеристика типичного тиратрона.

Сетка тиратрона отличается по своей конструкции от сеток электронных ламп. В тиратроне сетка полностью экранирует катод от анода и обычно имеет одно или несколько отверстий большего размера, чем в сетках электронных ламп. Типичное расположение электродов в тиратроне иллюстрируется рис. 2-65. В тиратронах с густой сеткой в виде нескольких сеточных экранов надо подавать на сетку положительное напряжение, чтобы произошла ионизация.

Анод

Сетка

Сетка

Янод

i \ Катод катод - " j\

а) б)

Рис. 2-65. Типичное расположение электродов в тиратроне.

а - один сеточный экран; б - несколько сеточных экранов.

Сеточный ток в тиратроне протекает до и после момента зажигания. В любом случае практического использования тиратрона этот ток нужно учитывать при расчете внешней сеточной цепи. Основными причинами сеточного тока являются: притяжение электронов сеткой с катода, когда сетка положительна, или перехват электронов сеткой, когда она имеет небольшое отрицательное напряжение по отношению к катоду (эффект Эдисона); притяжение положительных ионов сеткой, когда сетка отрицательна; эмиссия электронов с сетки



в результате напыления на нее продуктов распыления катода.

Одной из причин, ограничивающих применение тиратронов, является время, необходимое для деионизации газа после того, как анодное и сеточное напряжения становятся ниже напряжения ионизации. За период запирания тиратрона деионизация должна быть достаточно полной, чтобы остающиеся ионы не экранировали сетку и не препятствовали восстановлению ее управляющего действия. Необходимое время деионизации возрастаете увеличением анодного напряжения, с увеличением расстояния между электродами и между электродами и стенками баллона, с увеличением тока, предшествующего моменту погасания, и с увеличением давления газа. Время деионизации сокращается, если после погасания лампы на сетке и на аноде будут отрицательные напряжения и если сопротивления в цепях сетки и анода невелики. Время деионизации зависит также от рода газа в баллоне. Обычно в газонаполненных лампах применяются пары ртути, аргон и водород. Ионизация и деионизация водорода происходят наиболее быстро, так как благодаря своей малой массе положительные ионы водорода обладают большой подвижностью. Типичные значения времени деионизации приведены в табл. 2-5.

Данные некоторых тиратронов

тлеющего разряда между сеткой и анодом, что влечет за собой потерю сеткой ее управляющего действия.

2. Максимальное обратное напряжение. Это наибольшее отрицательное напряжение, которое может быть подано на анод без опасности возникновения тлеющего разряда между анодом и сеткой или катодом, что приводит к потере лампой односторонней проводимости.

3. Максимальное амплитудное значение тока катода. Это самый большой ток, который может выдержать лампа в течение короткого промежутка времени без разрушения катода при его бомбардировке положительными ионами.

4. Максимальное среднее значение анодного тока. Это самый большой ток, который выдерживает лампа длительное время без перегрева анода.

5. Максимальное амплитудное значение сеточного тока. Это самый большой ток, который может выдержать сетка в течение короткого промежутка времени

6. Максимальное среднее значение сеточного тока. Это самый большой ток, который сетка выдерживает продолжительное время.

Таблица 2-5

Условное обозначение

Тип лампы

Наполнение

Анодное падение напряжения, в

Макс, амплитуда анодного напряжения, в

Макс, амплитуда тока катода, а

Макс, средний ток катода, а

Время ионизации, мксек

Время деионизации

мксек (приближенно)

2D21

Тетрод

Инертный газ

Триод

Инертный газ

0,11

0,025

2050

Тетрод

Инертный газ

ЗС23

Триод

Инертный газ и

1 250

1 000

пары ртути

3D22

Тетрод

Инертный газ

Тетрод

Пары ртути

10 000

1 000

ЗС45

Триод

Водород

3 000

0,045

4С35

Триод

Водород

1 500

8 000

5С22

Триод

Водород

2 500

16 000

1907/5949

Триод

Водород

5 000

25 000

1257

Триод

Водород

. . .

38 000

2 000

1258

Триод

Водород

1 000

0,05

Тиратроны применяются в выпрямительных устройствах, в качестве регуляторов в питающих цепях, в преобразователях постоянного тока в переменный и как выключатели. Тиратроны, наполненные водородом, широко используются в импульсных модуляторах радиолокационных передатчиков. Данные некоторых наиболее распространенных тиратронов приведены в табл. 2-5.

2-8д. Параметры газонаполненных диодов и триодов с накаленным катодом. Основными параметрами газонаполненных ламп с накаленным катодом являются следующие:

1. Максимальное прямое напряжение. Это наибольшее напряжение, которое может быть подано на анод тиратрона без опасности возникновения самостоятельного

7. Время интегрирования. Мгновенный анодный ток, усредненный за время интегрирования, не должен превосходить максимального среднего значения тока.

2-9. ТРАНЗИСТОРЫ

Транзистором называется полупроводниковый прибор, обладающий усилительными свойствами. При соответствующей обработке полупроводниковых материалов, таких, как сплавы германия или кремния-, и при правильном расположении трех или четырех электродов можно получить прибор, дающий усиление тока или мощности, или то и другое одновременно. Такие приборы могут заменять электронные лампы в различных устройствах.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [19] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.007