Рис. 28.9. Конструкция мсталлокерамическо-го тиратрона в разрезе

включенный параллельно линии клип-перный диод F,. Его роль обычно выполняет газотрон с водородным наполнением.

Для вьшолнения сформулированных требоваршй лучше всего подходят импульсные водородные тиратроны.

Структура электродной системы металлокерамического тиратрона типа ТГИ1460/16 показана на рис. 28.9. Оболочка тиратрона состоит из цилиндрических керамических колец, соединенных с чашеобразными деталями, вьшолняющими функции электродов. Такая конструкция позволяет точно фиксировать электроды и обеспечить в случае необходимости малые. зазоры. Электродная структура прибора состоит из анода 1, тройной сетки 2, катодного экрана 5, оксидного катода J, генератора водорода 4. Генератор водорода представляет собой спеченный порошок титана, насыщенный водородом. Подбором определенного подогрева генератора обеспечивается равновесие между газообразным и химически связанным порошком титана водородом.

При постоянной leivmepaType нагревателя поглощение водорода в объеме не приводит к изменению давления, поскольку его убыль восполняется выделершем газа из титана. Близко расположенные электроды анодно-сеточного узла обеспечивают быструю рекомбинацию остаточных зарядов, чему способствует и водороддае наполнение.

Поскольку сетка тиратрона должна иметь малую проницаемость для обеспечения высоких пробивных напряжений в прямом направлении, а также для ускорершя развития разряда управление возникновением разряда производится не электростатическим, а токовым способом. При тройной сетке поле анода слишком мало, чтобы вытянуть из области сетка-катод электроны, число которых достаточно для возникновения основного разряда. Поэтому для зажигания на сетку подается положительный илшульс напряжения, обеспечивающий возбуждение разряда сетка-катод. Плазменная область такого разряда является источником электронов, проникающих в область сетка-анод. Возникновение основного разряда происходит при определенном значении сеточного тока.

Для импульсных тиратронов характерно вьщеление заметной мощности на аноде, обусловленной так назьшаемыми стартовыми потерями. При развитии разряда в тиратроне имеется определенный период вре-

мени, когда ток через прибор уже заметно возрос, а напряжение на формирующей длинной линии, т.е. на аноде тиратрона, еще не упапо. Эта мощность в основном вьщеляется на аноде, который бомбардируется ускоренными электронами. Очевидно, стартовые потери тиратрона пропорциональны частоте повторения импульсов.

Контрольные вопросы и задания

1. Чем обеспечивается высокое пробивное напряжение газотронов и тиратронов?

2. Почему недопустима работа при токе анода, превышающем ток термозмиссии катода?

3. Почему приборы с ртутным наполнением более высоковольтные, чем с газовым?

4. С чем связана "разбежка" тиратрона?

5. Какие требоваршя предъявляются к импульсному водородному тиратрону, работающему в модуляторе радиолокационной станции?

Глава двадцать девятая

ВЕНТИЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ДУГОВОГО САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РАЗРЯДА

29.1. ОБЩИЕ СВОЙСТВА РТУТНЫХ ВЕНТИЛЕЙ

Рассмотренные в предьщущей главе приборы дзтового несамостоятельного разряда могут пропускать токи около десятков ампер из-за ограниченной способности катода эмиттировать термоэлектроны. В ртутных вентилях благодаря применению ртутного катода с практически неограниченной эмиссионной способностью это ограничение отсутствует, и они способны управлять KnnoaivmepHbiMH токами.

Конструкция ртутного вентиля схематически показана на рис. 29.1. Электродная структура прибора состоит из анода 3, окруженного анод-ньпч экраном 2, и катода 5. Электроды обычно заключаются в металлический корпус 1.

Основной особенностью дуги 4 в ртутном вентиле является катодное пятно. Эмиссия из катодного пятна происходит под действием сильного электрического поля, возникающего в катодной области разряда.

Разрядные области между катодом и анодом в ртутном вентиле в принципе такие же, как в газотроне или тиратроне. Отличие заключается в том, что протяженность катодной области здесь значительно меньше. Газовое наполнение ртутного вентиля представляет собой ртутный пар под давлением около 1 Па. Вследствие сравнительно большой длины свободного пробега при таком низком давлении и малой толщины катодного падения электроны там не испытьшают соударений. Начи-

Рис. 29.1. Схематическая конструкция ртутного вентиля

ная С границы катодной области они набирают энергию, достаточную для ионизации. На границе и в самой катодной области существует объемный заряд положительных ионов, обусловливающий сильное электрическое поле у поверхности катода. Напряженность такого поля моляю определить по формуле

(29.1)

где - толшлна катодного падения; ДС/ - его значение. Подставляя экспериментально определенное АС/ 10 В и = Ю" м, получаем = 10* В/м. Как известно, электрическое поле такой высокой напряженности способно вызьшать электростатическую эмиссию, которая и обусловливает появление электронов из катода. После формирования объемного заряда ионов у катода и создания ими сильного электрического поля на катоде дуговой разряд поддерживается как самостоятельный.

В области катодного пятна в результате прохождения электрического тока с довольно большой плотностью (до 10® А/м) происходит интенсивное испарение ртути. Под действием ударов испаряющиеся частиц ионная оболочка сдувается, а катодное пятно непрерьтно перемещается. Попадая на другие электроды, в частности на анод, ртуть конденсируется. При приложении обратного напряжения ртутный конденсат может стать источником катодных пятен и вызвать обратные зажигания ртутного вентиля. Целесообразно фиксировать катодное пятно, поскольку тогда облегчается защита других электродов ртутного вентиля от попадания на них ртути.

Для того чтобы не допустить перемещений катодного пятна по поверхности катода, используется фиксатор. Обычно он представляет собой погруженный в ртуть хорошо охлаждаемый кусочек металла (например, металлическую полоску) с небольшим выступающим краем; фиксатор должен смачиваться ртутью. В этом случае возникает групповое катодное пятно, имеющее форму линии, идущей по границе металла и ртути, и состоящее из ряда элементарных катодных пятен. Фиксация здесь обусловлена понижением Teivmeparypbi ртути за счет усиленного теплоотвода и ослаблением испарения ртути в соответствующей области.

Для того чтобы обеспечить большой срок службы, фиксатор не должен растворяться в ртути и испаряться. Поэтому его вьшолняют из тугоплавкого- металла, подобного молибдену.

Фиксированное катодное пятно может существовать только в определенном диапазоне токов. При токах меньше 5-8 А дуга гаснет и ка-