Общие сведения ОБ электровакуумных газоразрядных приборах

Разреженный газ, наполняющий предварительно откачанный до ва­куума баллон прибора, при ионизации значительно уменьшает электри­ческое сопротивление промежутка между электродами в баллоне, что и используется в газоразрядных приборах.

Давление газа (или паров ртути) в баллоне прибора должно быть мало - в большинстве приборов порядка 10 ^-1 —10³ Па. Это необходи­мо для того, чтобы средний свободный (т. е. без столкновений) пробег электронов в 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 свободные электроны и положительные ионы.

В газо­разрядных приборах основными носителями тока остаются свободные электроны Доля тока, образуемого движением положительных ионов, составляет обычно менее одной десятой общего тока через разрядный промежуток. 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 газоразрядные приборы от электронных. После снятия анодного напряжения часть ионов и электронов в баллоне в течение времени деионизации рекомбинирует, т. е. соединяется в нейтральные атомы газа у стенок баллона. Задерж­ка деионизации делает газоразрядные 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 термо­электронной эмиссии нагреваемого катода. Для возникновения и под­держания самостоятельного разряда требуется только электрическое поле в газоразрядном промежутке.

В газоразрядных приборах может быть разряд двух видов: дуговой и тлеющий.

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 место в газотроне и тира­троне, самостоятельный дуговой разряд - в игнитроне и ртутном вен­тиле. Последние применяются в выпрямительных устройствах большой мощности.

Вольт-амперные характеристики тиратрона (рис. 11.7) подобны вольт-амперным характеристикам тиристора [1, рис. 10.26, a]. Это определяет и общность их применения в качестве управляемых бескон­тактных ключей.