В тиратронах тлеющего разряда на анод и сетки подается положительный относительно катода потенциал . При некоторых соотношениях напряжений на аноде и на сетках зажигается самостоятельный тлеющий разряд между катодом и анодом. На рис.6.10 представлена вольт -амперная характеристика разряда .
После зажигания разряда напряжение на приборе уменьшается от напряжения зажигания (Uз) до напряжения горения (Uг). При дальнейшем увеличении напряжения на входе, напряжение на тиратроне почти не изменяется , а ток разряда увеличивается от I1 до I2. Рост тока обеспечивается за счет увеличения эмитирующей поверхности катода (закон Геля) при постоянной плотности тока с катода. После того, как вся поверхность начинает эмитировать, разряд переходит в аномальный (I>I2)
В режиме аномального горения ток разряда увеличивается за счет увеличения его плотности с катода, что сопровождается увеличением напряжения на разряде . Напряжение , требуемое для зажигания разряда , зависит от материала электродов , геометрии электродов , давления и рода газа, заполняющего прибор . При подаче на любую из сеток тиратрона напряжения, достаточного для зажигания разряда, можно зажечь тлеющий разряд в промежутке катод -сетка.
Токовое управление
Сетка в тиратронах тлеющего разряда управляет моментом зажигания
разряда между катодом и анодом, а погасить разряд в тиратроне при помощи сетки нельзя. В схеме с токовым управлением на сетку зажигается подготовительный разряд. График пусковой характеристики тиратрона приведен на рис.6.11.



Плазма подготовительного разряда используется как источник электронов для основного разряда . В подготовительном разряде сетка тиратрона выполняет роль анода . Ток подготовительного разряда устанавливается небольшим - 10 ÷ 50 мкА . Часть электронов плазмы подготовительного разряда уходит на сетку , создавая в ее цепи ток, а часть проходит через отверстия сетки , ускоряется полем анода и способствует зажиганию разряда на участке катод -анод. Чем больше ток подготовительного разряда , тем больше ток в цепи сетки и , соответственно, больше электронов участвует в развитии разряда , что ведет к уменьшению напряжения зажигания . С момента зажигания разряда на анод сетка теряет свои управляющие свойства и погасить разряд можно толь ко снижением напряжения на аноде до величины , меньшей , чем напряжение горения . В процессе горения разряда на анод сетка окружена оболочкой заряженных частиц (если сетка положительна - электронами, если отрицательна - ионами ). Поле зарядов в оболочках компенсирует поле сетки . Поле сетки не проникает за пределы оболочки и поэтому сетка теряет свои управляющие свойства . Заряды из оболочки уходят на сетку , на смену им приходят заряды из плазмы , поэтому , пока есть оболочка , в сеточной цепи есть ток.
Электростатическое управление
Другой вариант системы управления применяется в тиратроне с двумя сетками, структурная схема которого приведена на рис.6.13. Распределение потенциала в запертом тиратроне с электростатическим управлением показано на рис.6.14.


В тиратроне сетка первая С1 выполняет только функцию анода подготовительного разряда , а вторая сетка С2 управляет моментом зажигания разряда в тиратроне.
В таких тиратронах сетка первая С1 имеет большую проницаемость (увеличены отверстия в ней ), при горении на ней подготовительного разряда возрастает поток электронов, проходящих в промежутке С1− С2. Этот поток превышает тот минимум электронов, который необходим для развития разряда в анодной области тиратрона. Однако , если на вторую сетку С2 подано отрицательное относительно С1 напряжение смещения , то на участке С1−С2 электроны тормозятся , разряд на участке катод -анод не развивается (тиратрон заперт). Разряд промежутка катод -анод зажигается только при уменьшении напряжения смещения на С2, когда электроны после С1 попадают в ускоряющее поле С2 и А. Такой способ открывания тиратрона, когда отрицательное поле в промежутке С2− С1 заменяется положительным , называется методом электростатического управления моментом зажигания тиратрона.
Пусковая статическая характеристика тиратрона с электростатическим управлением представлена на рис.6.15.
Начальный участок на статической характеристике , проведенный пунктиром, соответствует не зажиганию разряда между анодом и катодом, а паразитному разряду, возникающему между анодом А и сеткой второй С2, расположенной более близко к аноду, чем катод . При горении паразитного разряда сетка вторая С2 выполняет роль катода. При развитии паразитного разряда С2 отрицательна относительно плазмы и относительно анода . По мере повышения напряжения на С2 повышается напряжение на аноде . Когда потенциал С2 достигает потенциала плазмы, в анодную область начинают проникать электроны, способные зажечь основной разряд катод -анод . Дальнейшее увеличение потенциала С2 ведет к дополнительному ускорению электронов и разряд основной развивается при меньшем напряжении на аноде (падающий участок пусковой характеристики).
При снятии вольт-амперных характеристик на участках: катод-первая
сетка, катод-вторая сетка , катод-анод получают типичные вольт-амперные характеристики самостоятельного тлеющего разряда, которые отличаются только количественно . |