Главная  Электронные лампы 

[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]

величина нормального катодного падения сохраняет прежнее значение = Up).

При малом токе в цепи ионизация поддерживается электронами, выбиваемыми не со всей поверхности катода, а только с малого участка, который светится. При увеличении тока светящийся участок катода увеличивается (рис. 4.4). Плотность тока (т. е. величина тока, приходящаяся на единицу площади катода) при этом не изменяется и оказывается достаточной для осуществления тлеющего разряда.

Аиод


h , X

Рис. 4.3. Распределе!1ие потенциала электрического поля в приборе тлеющего разряда.


Рис. 4.4. Изменение рабочей площади катода в режиме нормального тлеющего разряда.

Падение напряжения на приборе можно найти по формуле

где Rq - внутреннее сопротивление прибора постоянному току, т. е. опротивление своеобразного ионизированного газового проводника между анодом и рабочей поверхностью катода.

На рис. 4.4 этот «проводник» имеет форму конуса. Прн увеличении подводилюго напряжения ток возрастает, и рабочая поверхность катода пропорционально увеличивается. Так как площадь поперечного сечения ионизированного газового «проводника» стагювитсл большей, сопротивление соответственно уменьшится, а произведение останется постоянным.

В режиме, соответствующем точке Е (рис. 4.2, б), свечение покрывает всю поверхность катода. При дальнейшем увеличении ток возрастает, но рабочая площадь катода остается неизменной. Плотность тока начинает расти. Сопротивление Rq уже не может уменьшаться пропорционально возрастанию тока, и падение напряжения на приборе = IRq возрастает. Этот режим 1газьшается аномальным тлеющим разрядом. Ему соответствует участок ЕЖ вольт-амперной характеристики (рис. 4.2, б).

При дальнейшем увеличении тока тлеющий разряд переходит в дуговой, характеризующийся тем, что для его поддержания требуется значительно меньшее напряжеше на электродах, чем при тлеющем разряде. Переходу к дуговому разряду соответствует участок ЖЗ вольт-амперной характеристики (рис. 4.2, б). Возникновение дугового разряда объясняется тем, что np]i большой плотности тока бомбардируемый ионами катод нагревается до такой температуры, при которой



с "его поверхности начинается термоэлектронная э.\и1ссил. Количество электронов, производящих иоинзащпо, во много раз возрастает, что приводит к резкому уменьшению сопротивления ионного прибора и уменьше]шю падения напряжения на нем. Для многих ионных приборов дуговой разряд является аварийным. Включать такие приборы без ограничительного сопротивления нельзя.

/.3. ИОННЫЕ ПРИБОРЫ С САМОСТОЯТЕЛЬНЫМ РАЗРЯДОМ

Приборы с самостоятельным разрядом по внешнему виду во многом напоминают электронные лампы. Однако конструкция электродов эги.ч приборов значительно отличается от конструкции электродов электронных лaш. Как известно, в лампе одни из электродов (катод) разогревается током от внешнего источника. Делается это для того, чтобы получить свободные электроны в балюис лампы, необходимые для ее работы. В ионном приборе с саюстоятельным разрядам ни один из электродов не разогревается, однако свободные электроны в нем существуют и прн 1И1личии разности погеициалов между э."1ектро-дами чере.з прибор проходит ток. Следовательно, такой прибор в отличие от лампы с накалсннЬ1М катодом люжно назвать лалтой с холодным катодом. К числу лалт с холодным катодом относятся приборы как с тлеющим, так и с дуговым разрядом, а также некоторые приборы без газового заполнения, например вакуумные фотоэлементы. Здесь будут рассмотрены лишь некоторые ионные приборы с самостоятельным разрядом, получившие широкое распространешю в электронной аппаратуре.

Неоновые лампы. Неоновая лампа относится к числу индикаторных ламп, в которых используется свечение газа при тлеющем разряде. Она представляет собой герметичный стеклянный баллон, в котором размеи1.ены два электрода, выполненные в форме дисков, цилиндров или стержней различных размеров. Состав газовой смеси (обычно неон, аргон и гелий с преобладанием неона) под давлением порядка 10 Па обеспечивает красно-оранжевое свечение газа в процессе эксплуатации прибора и дает возможность использовать лампу в качестве светового индикагора.

Устройство типичных неоновых ламп показано иа рис. 4.5.

При снятии вольт-амперной характеристики неоновой лампы (рис. 4.6, а) наблюдается интересное явление; напряжение зажигания Озаж оказывается больше напряжения погасания прибора U. Наличие некоторой разницы между и t/заж характерно для всех ионных приборов. Объясняется это различие тем, что перед зажиганием газ в междуэлекгродном пространстве практически не ионизирован и для возникновения разряда необходимо более высокое напряжение. А перед погасанием газ находится в состоянии значительной ионизации, поэтому разряд молет существовать при более низком напряжении. Это приводит к тому, что такая лампа как бы затягивает горение и обладает так называемой гнете ре зисной вольт-амперной характерис/никой (рис. 4.6, б). В некоторых случаях это свойство неоновых лaш является полезным (например, в генераторах колебаний пилообразной формы).



Неоновые лампы применяются главным образом в качестве индикатора напряжения или тока, а также индикатора электромагнитного поля. В первом случае она включается параллельно тому участку цепи, в котором требуется установить наличие тока, а во втором - лампу можно не подключать в цепь: в этом случае э.д.с., обеспечивающая разряд Б газе, создается электромагнитным полем высокой частоты.

Принципиально возможно применение неоновых ламп и в схемах генераторов, усилителей, переключателей и т. п. Однако разброс напряжения зажигания у ламп даже одного и того же типа приводит к неустойчивой работе этих устройств.


Рис. 4.5. Внешний вид нсо]Ювых ламп с плоскими (а) и цилиндрическими (б) электродами.


Рис; 4.6. Схема включения (о) и вольт-амперная характеристика (б) неоновой ламны.

Стабилитроны. Качество работы современных электронных устройств в значительной степени определяется стабильностью питающего напряжения. Но величина напряжения источника (обычно выпрямителя) по разным причинам может изменяться. Чтобы исключить колебания питающего напряжения, между источником тока п потребителем ставят специальные устройства, называемые стабилизатора ми напряоюения, задачей которых является поддержаЕше постоянного по величине напряжения на потребителе независимо от изменения величины сопротивления нагрузки нли напряжения источника. Одним из весьма распространенных типов стабилизаторов напряжения является ионный стабилизатор напряжения, сокращенно называемый стабилитроном.

Огабилитрон представляет собой стеклянный блллон цилиндрической формы, наполненный каким-либо инертным газом (аргоном, гелием, неоном) при давлении в несколько тысяч паскаль. В баллоне помещены два ко1щентричсски расположенных электрода. Анод стабилитрона выполняется в виде тонкого стержня, а катод - в виде цилиндра. Внешний вид стабилитрона показан на рис. 4.7.

Принцип работы стабилитронов основан на использовании явления нормального тлеющего разряда в газах. Основной особенностью это-



[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]

0.0017