Газорозрядні та іонні прилади, будова принцип дії

СТАБІЛІТРОНИ

Стабілітрони - прилади тліючого і коронного розряду. Найбільш поширені стабілітрони тліючого розряду, працюючі, в режимі нормального катодного падіння. Останнім часом вони все частіше замінюються напівпровідниковими стабілітронами.

Оскільки темний розряд, передуючий тліючому, не використовується, його не показують на вольт-амперній характеристиці стабілітрона (мал. 21.6). Точку виникнення розряду А відмічають на вертикальній осі. До того ж міліамперметр для виміру струму тліючого розряду не покаже нікчемно малого струму темного розряду.

газорозрядні та іонні прилади, будова принцип дії - student2.ru Область нормального катодного падіння, придатна для стабілізації, обмежена мінімальним струмом Imin і максимальним Imах. При струмі, меншому Imin, розряд може припинитися. Струм Imах або відповідає початку режиму аномального катодного падіння, або при нім досягається гранична потужність.

Стрибок струму при виникненні розряду може бути різним залежно від опору Rогp. Якщо воно велике, то з'являється порівняно невеликий струм, а якщо мале Rогp, то виникає великий струм і точка Б переміщається до точки В. Для режиму стабілізації це невигідно, оскільки ділянка стабілізації напруги БВ скорочується. При малому опорі Rогp може навіть статися стрибок струму в область аномального катодного падіння і стабілізації взагалі не вийде.

Таким чином, обмежувальний резистор з достатнім опором потрібний з двох причин: щоб не сталося надмірного зростання струму і щоб міг існувати режим стабілізації напруги.

Чим більше площа катода, тим більше ділянка стабілізації БВ, оскільки струм Imin залишається незмінним, а струм Imах зростає пропорційно площі катода. Тому у стабілітронів катод з великою площею поверхні. Анод роблять малих розмірів, але він, звичайно, не повинен перегріватися від струму Imах.

газорозрядні та іонні прилади, будова принцип дії - student2.ru Найбільш поширені двохелектродні стабілітрони з циліндричним катодом з нікелю або сталі. Анодом служить зволікання діаметром 1,0-1,5 мм (мал. 21.7, а). Балон наповнений сумішшю інертних газів (неон, аргон і гелій) під тиском в тисячі паскалів (десятки міліметрів ртутного стовпа).

Основні параметри стабілітрона : нормальна робоча напруга, або напруга стабілізації Uст, відповідає середній точці ділянки стабілізації (див. мал. 21.6), напруга виникнення розряду Uв, мінімальний і максимальний струм Imin і Imах, зміна напруги стабілізації газорозрядні та іонні прилади, будова принцип дії - student2.ru Uст і внутрішній опір змінному струму Ri. Якщо потрібно знижену напругу Uст, то поверхня катода з внутрішньої сторони активується, щоб полегшити емісію електронів під ударами іонів. Застосовуючи різні суміші газів, підбирають потрібне значення Uст. Напруга Uв зазвичай перевищує напругу Uст не більше ніж на 10-20 В. Для зниження напруги Uв на внутрішній поверхні катода є провідник (він показаний на мал. 21.7, а), що зменшує відстань між катодом і анодом. Без нього стабілітрон працював би на висхідній (правою) частині характеристики виникнення розряду (див. мал. 21.2).

В межах області стабілізації напруга Uст змінюється на значення газорозрядні та іонні прилади, будова принцип дії - student2.ru Uст, яке не перевищує 1-2 В. Робота стабілітрона із струмом вище Imах не рекомендується, оскільки погіршується стабілізація і електроди перегріваються. Внутрішній опір стабілітрона змінному струму (диференціальний опір) Ri = газорозрядні та іонні прилади, будова принцип дії - student2.ru і значно менше опору постійному струму R0. Якби стабілізація була ідеальною (Uст = const), той опір Rі дорівнював би нулю.

У вітчизняних стабілітронів напруга стабілізації буває від 75 В до декількох сотень вольт, струм Imin зазвичай 3 - 5 мА, а Imах - декілька десятків міліампер.

Для стабілітронів коронного розряду характерні висока напруга і малі струми. У таких стабілітронів (мал. 21.7,6) електроди циліндричної форми з нікелю. Балон наповнений воднем, причому напруга стабілізації залежить від тиску газу, який зазвичай складає тисячі паскалів (десятки міліметрів ртутного стовпа). Напруга Uст при цьому декілька сотень вольт. Робочі струми в межах 3 - 100 мкА. Внутрішній опір змінному струму сотні кілоом. Процес виникнення розряду триває 15 - 30 с. Останнім часом випущені стабілітрони коронного розряду, оформлені в керамічних балонах, на напругу в десятки кіловольт.

Наши рекомендации