Далее: Ионные приборы тлеющего разряда Вверх: II. Ионные приборы Назад: II. Ионные приборы   Contents

Вольтамперная характеристика газового
разряда

Вольтамперная характеристика газового разряда (рис.11) имеет ряд областей, характеризующих несколько различных видов разряда, каждый из которых используется в различных газоразрядных приборах.

Ток на участке $OA$ характеристики обусловлен ионизацией газа и эмиссией электронов из катода под действием внешних факторов (свет, тепло, радиация, космическое излучение). С увеличением напряжения на электродах энергия электронов становится достаточной, чтобы при столкновении с атомом газа ионизировать его. Образующиеся при этом положительные ионы, падая на катод, выбивают вторичные электроны — ток возрастает (участок $AB$).

В точке $B$ несамостоятельный разряд переходит в самостоятельный, т.е. он может существовать при отсутствии внешнего ионизатора за счет вторичной эмиссии электронов из катода. Напряжение, при котором возникает самостоятельный разряд, называется напряжением зажигания $U_{\text{з}}$. На участке $BC$ рост тока сопровождается уменьшением напряжения за счет возникновения пространственного положительного заряда у катода.

Рис. 11

В точке $C$ лавинный самостоятельный разряд переходит в поднормальный тлеющий, характеризующийся локализацией области разряда и уменьшением рабочей (светящейся) поверхности катода -- происходит «шнурование» разряда. Возрастает плотность тока. В точке $D$ она принимает нормальное значение, т.е. такое, при котором напряжение на приборе минимально, при этом разряд носит название нормального тлеющего.

На участке $DE$ возрастание тока вызывает увеличение рабочей поверхности катода при нормальной плотности тока и нормальном напряжении. Величина этого напряжения определяется материалом катода и родом газа. В точке $E$ оказывается использованной вся площадь катода, дальнейшее увеличение тока может происходить только при возрастании его плотности и, следовательно, требует увеличения напряжения. Разряд на участке $EF$ называется аномальным тлеющим. Протяженность участка $DE$ пропорциональна площади катода. Все формы тлеющего разряда сопровождаются свечением вблизи катода.

Дальнейшее увеличение тока приводит к дополнительной эмиссии с катода (ионная бомбардировка, разогрев и автоэлектронная эмиссия). В результате напряжение на приборе уменьшается, разряд переходит в дуговой (участок $FG$).

Ионный прибор в зависимости от приложенного напряжения и величины последовательно включенного сопротивления может работать в любом из перечисленных режимов. Однако каждый конкретный прибор рассчитан на работу в определенной области и, во избежание разрушения, защищается от перехода в режим с большим током ограничительным резистором.

Наиболее широкое применение находят ионные приборы, работающие в режимах нормального тлеющего разряда (приборы самостоятельного разряда с ненакаленным катодом) и дугового разряда.
К первой группе относятся неоновые лампы, стабилитроны тлеющего разряда, тиратроны с холодным катодом и др. Вторая группа подразделяется на две подгруппы: приборы самостоятельного дугового разряда (игнитроны, экситроны) и приборы несамостоятельного дугового разряда (газотроны н тиратроны с накаленным катодом).

Далее: Ионные приборы тлеющего разряда Вверх: II. Ионные приборы Назад: II. Ионные приборы   Contents