Файл: Фогельсон, Т. Б. Импульсные водородные тиратроны.pdf

Крутизна вольт-амперной характеристики увеличива­ ется при уменьшении давления. Эта зависимость особен­ но проявляется в вынужденном режиме в связи с увели­ чением доли ионного тока в анодном токе. Зависимости падения напряжения на диоде от давления при постоян­ ном анодном токе приведены на рис. IV.4, б. Кривая 1 на этом рисунке соответствует режиму ограничения тока объемным зарядом, а кривая 2 — вынужденному режи­ му. Наличие минимума у кривых объясняется тем, что при низком давлении многие из быстрых электронов не участвуют в ионизации газа, а при высоком давлении значительная доля энергии электронов расходуется на

ртути эта область простирается от единиц до сотен Н/м2 (от сотых долей до нескольких мм рт. ст.), а в арго­ не— от 13 до тысяч Н/м2 (от 0,1 до десятков мм рт. ст.).

В вынужденном режиме минимум кривой &Ua- K= f(p ) сдвинут в сторону больших давлений. Кроме того, при

4

50

30

^а,Л/смг

Рис. IV.5. Вольт-амперная характеристика диода с гелиевым на­ полнением р = 67 Н/м2 (р = 0,5 мм рт. ст.).

68

водородного наполнения (рис. IV.3, а), за исключением третьего участка, который у гелиевых диодов измерить не удается, так как: предельный ток ограничивается потерей эмиссии катода из-за рас­ пыления оксида. На рис. IV.5 пунктиром помечен рост ДС/а_„ п уменьшение тока при работе катода в вынужденном режиме. Видно,

Ток нулевого поля не должен зависеть от рода газа, наполняю­ щего прибор, если газ не оказывает отравляющего или активирую­ щего воздействия па катод. Плотности тока нулевого поля в гелии,

Эмиссионная способность катода в ряде случаев за­ висит от длительности импульса. Известно, что при на­ личии в керне катода примесей, вызывающих образова­ ние запорного слоя, эмиссия катода уменьшается в те­ чение импульса. Однако в вакууме катоды и на чистей­ шем никеле, но не тренированные отбором тока, также обнаруживают спад эмиссии, если длительность импуль­ са превышает несколько микросекунд [46]. После дли­ тельной тренировки те же катоды имеют стабильную эмиссию в течение импульса длительностью до 30 мкс.

Рис. IV. 6. Осциллограм­

На рис. IV.6 приведены осциллограммы импульсов анодного тока диода с катодом, не тренированным от­ бором тока, полученные в водородном разряде при дав­ лении 0,5 мм рт. ст. Осциллограммы а—в получены при длительности импульса 8 ; 1 0 0 и 1 2 0 0 мкс соответствен­

69

но. Температура керна катода во всех случаях была одинаковой и равной 900° С.

Из рис. IV.6 видно, что эмиссия катода, не трениро­

-(осциллограмма а). Увеличение длительности импульса до 1 0 0 мкс (осциллограмма б) приводит к появлению спада тока. Спад тока особенно велик при т„=1200 мкс (осциллограмма в).

Спад тока, вычисленный по осциллограмме рис. IV.6,s, происхо­ дит по экспоненциальному закону

абсцисс. Характер зависимости т от времени тренировки демонстри­ руется рис. IV.7.

Кривые па этом рисунке получены при тренировке катода в ре­ жиме т„ = 1200 мкс, / п = 5 имп/с, Ua — const (i/n — импульсное

.напряжение источника, питающего диод). Температура катода рав-

тока в первый момент после включения С/а в обоих случаях равня­ лась 104 А/м2. В процессе тренировки значение плотности тока уве­ личивалось благодаря повышению эмиссионной способности катода. Время тренировки, требующееся для получения эмиссии, стабильной в течение 1200 мкс, зависит от температуры катода и составляет примерно 1—2 ч и 8—14 ч при Тк = 950 и 900° С соответственно.

70

Характерной особенностью импульса падения напря­ жения на диоде с нетренированным катодом является рост At/a-к в течение импульса (осциллограмма рис. IV.8 ,a), т. е. увеличение внутреннего сопротивления дио­ да вследствие спада тока эмиссии катода. Значение ДUа—к на диоде с нетренированным катодом равно 80—

ствует вынужденному режиму работы катода. Таким об­ разом, спад эмиссии имеет место при работе катода в вынужденном режиме, т. е. при наличии внешнего поло­ жительного поля катода. После прекращения спада им­

Падение напряжения на диоде с тренированным ка­ тодом не превышает 25—30 В при плотности тока, рав­ ной (3—6)-104 А/м2 и Т ц= 850° С, что присуще режиму ограничения тока объемным разрядом. Эмиссионная способность тренированного катода может существенно увеличиваться в течение импульса. В качестве примера, на осциллограмме рис. IV.9, в показано трехкратное по­ вышение тока за время 1200 мкс. Причиной роста тока является импульсный нагрев катода разрядным током (см. раздел IV.4). На том же рисунке представлены осцилло­ граммы импульсов падения напряжения на диоде при работе катода в вынужденном режиме: /а= 1,6-1 05 А/м2,

этом случае является уменьшение Дбга_к при тп> 2 0 мкс. Из двух основных составляющих падения напряжения на диоде: iaR()кс и AUK— наиболее сильной температур­ ной зависимостью обладает катодное падение потенциа­ ла. Поэтому резкий спад А £/а-к в первые 600—800 мкс (рис. IV.9, в) объясняется главным образом уменьше-

71