|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы имения на газотроне, так как по мере ионизации концентрация носителей зарядов (электронов и ионов) в газоразрядной плазме повышается и сопротивление току снижается. Полное падение напряжения на газотроне представляет сумму трех составляющих: падения напряжения у катода Дк, в газоразрядной плазме междуэлектродного пространства Дг.п и непосредственно у анода Afa- Падение напряжения у катода AU составляет большую часть полного падения напряжения на газотроне. Падение напряжения      Рис. 1-3. Устройство газотронов (а) и их обозначение в схемах (б) / -- катод. 2 - анод. 3 - экран катода у катода обусловлено следующим. Электроны, эмиттированные катодом, вначале имеют небольшую скорость, возрастающую под воздействием поля анода. Когда скорость и кинетическая энергия электронов приобретают достаточную величину, возникает ударная ионизация. Таким образом, ДУк определяется в основном потенциалом ионизации и зависит от состояния и свойств газа, состояния поверхности и материала катода. Одновременно с ударной ионизацией происходит ступенчатая ионизация газа, вызванная наличием метастабильных атомов (находящихся в возбужденном состоянии). Для ионизации таких атомов требуется меньшая кинетическая энергия электронов, и поэтому падение напряжения у катода соизмеримо с напряжением возбуждения атомов. Одновременно с ионизацией наблюдается и частичная рекомбинация атомов и молекул. Часть рекомбинированных газовых частиц может повторно подвергнуться возбуждению и ионизации, причем вероятность повторной ионизации газовых частиц уменьшается по мере удаления атомов и молекул от катода. Величина AU практически не зависит от тока эмиссии, если анодный ток не превышает нормального значения тока эмиссии. Если анодный ток становится больше тока эмиссии, падение напряжения у катода возрастает, вызывая увеличение полного падения напряжения на газотроне, что отражено на участке в - г характеристики (рис. 1-4, а). Если анодный ток больше нормального тока эмиссии катода, вблизи последнего пространственный заряд отсутствует и за счет  о f3 JO «5 60 У5 "С Рис. 1-4. Характеристики газотронов. увеличенного падения напряжения на газотроне положительные ионы движутся к катоду с большой скоростью и при бомбардировке катода частично его разрушают. Обычно с целью предохранения катода в газотронах предусматривается «катодный экран». При недокале и снижении эмиссионной способности катода описанные процессы сказываются значительно сильнее, чем при нормальном накале. В этом случае вольт-амперная характеристика газотрона имеет вид, показанный на рис. 1-4, а пунктиром. При недокале катода уменьшается рабочая область характеристики, увеличивается падение напряжения вблизи катода: вместо нормального 7-9 в, оно становится 9-12 в и более. Падение напряжения в развитой газоразрядной плазме Дг.п составляет доли вольта на сантиметр пути носителей зарядов; общее падение напряжения в газоразрядной плазме 0,8-2,5 в. Это падение напряжения обусловлено процессами рекомбинации носителей зарядов при их движении сквозь плазму. Нарушение температурного режима, ухудшение свойств газа и недогрузка газотрона по току приводят к увеличению падения напряжения Дг.п- Падение напряжения в непосредственной близости у анода может быть отрицательным или положительным в зависимости от режима работы газотрона. В первом случае AU обусловлено скоплением электронов вблизи анода и их действием как отрицательного пространственного заряда: создается своеобразное сопротивление электронам, приходящим со стороны катода. Таког режим обычно характерен для малых токов нагрузки и низкого анодного напряжения. В другом случае, когда ток нагрузки велик и анодное напряжение намного больше потенциала ионизации, пространственный заряд у анода отсутствует и Д(/а имеет отрицательную полярность. Абсолютное значение падения напряжения у анода оценивается в 0,5-1,2 в. Суммарное падение напряжения на газотроне в пределах рабочей области характеристики составляет 10-20 в и зависит от конструкции газотрона, газового наполнения и температуры окружающей среды. Это падение напряжения принято называть напряжением горения и. Напряжение горения меняется по величине в зависимости от температуры окружающей среды, так как при этом меняются условия ионизации газа: при повышении температуры падение напряжения уменьшается, при понижении температуры- уветичивается. Характер зависимости напряжения горения для газотрона с парами ртути показан на рис. 1-4, б. В газотронах с инертными газами зависимость величины U. от температуры несколько меньшая, чем у газотронов с парами ртути. При включении газотрона с развитой газоразрядной плазмой в обратном направлении (минус на анод и плюс на катод) процессы протекают следующим образом: ионы начинают двигаться к аноду, а электроны - к катоду, т. е. создается ток обратного направления по сравнению с направлением прямого тока. Одновременно с этим происходит процесс деионизация (рекомбинации) носителей зарядов. Длительность протекания обратного тока /обр определяется временем деионизации газа, которое для газотронов с инертными газами составляет около 50 мксек, а для паров ртути - до 300 мксек. Если время обратного включения газотрона меньше времени деионизации т, то обратный ток прекращается (заканчивается движение носителей зарядов). Если же газотрон включен в обратном направлении длительное время, то обратный ток нарастает. Характер изменения прямого и обратного токов в газотроне показан на рис. 1-4,е. Величина обратного тока зависит от температуры и давления газа, скорости нарастания отрицательного потенциала на аноде, состояния газоразрядной плазмы до обратного включения газотрона, а также от конфигурации анода, В ряде случаев при наличии обратного тока достаточно большой величины за счет ионной бомбардировки анода может возникнуть вторично-электронная эмиссия с его 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 |