Напряжению запирания

Максимальное напряжение на емкости MC(/I) равно напряжению зажигания газового разряда в лампе ?/„ поэтому

Из вольт-амперных характеристик газонаполненного фотоэлемента ( 4.2, в) видно, что при увеличении анодного напряжения до величины, соответствующей напряжению зажигания, начинается резкое возрастание анодного тока, сопровождающееся свечением газа в баллоне фотоэлемента. В этом случае несамостоятельный темный

ется равным напряжению зажигания U3 неоновой лампы. При этом сопротивление лампы резко падает и конденсатор С очень быстро разряжается до напряжения потухания лампы U,, (период времени Тр). В момент времени /2, когда газовый разряд в неоновой лампе прекращается и ее сопротивление вновь резко возрастает, конденсатор С снова начинает относительно медленно заряжаться до напряжения U3 и т. д. Таким образом, на выходе схемы возникает пилообразное напряжение.

щемуся напряжению за переходом тока через нуль, произойдет повторное зажигание дуги. В этот момент прочность цвп равна напряжению зажигания ия. Опре-аелив по электронно-лучевой осциллограмме на-

Пусть в схеме ( 17.3, б) при нулевых начальных условиях замыкается ключ К. Конденсатор С начнет заряжаться, и напряжение на нем будет расти ( 17.4, а). Так как конденсатор и неоновая лампа НЛ включены параллельно, то в любом режиме работы напряжения на них одинаковы. Как только напряжение на конденсаторе возрастает до значения, равного напряжению зажигания uo неоновой лампы, последняя зажжется и ток в ней возрастет от нуля до ц ( 17.4, б). Конденсатор быстро разрядится через НЛ, внутреннее сопротивление которой мало по сравнению с сопротивлением К- При этом изображающая точка на ВАХ НЛ переместится из точки 4 в точку /. В точке / напряжение на НЛ равно напряжению ее гашения ur, поэтому неоновая лампа гаснет и ток в ней становится равным нулю (точка 2). Далее конденсатор вновь заряжается до напряжения и3, НЛ снова зажигается и процесс повторяется.

Раскрывая общее выражение (1-77) и решая его по отношению к напряжению зажигания, Таунсенд получил следующую зависимость [Л. 14]:

напряжения зажигания в коротко-промежуточных приборах С/з.мин) когда прибор заполнен чистым инертным газом, так как за короткое время развития разряда мета-стабили, необходимые для ступенчатой ионизации, не успевают возникнуть в достаточно заметной концентрации. В чистых инертных газах, в которых имеет место ступенчатая ионизация, напряжению горения разряда ?/г соответствует равенство (2-8), а напряжению зажигания — (2-7). Численно f/з.мин и UF в коротко-промежуточных приборах (при пренебрежении незначительной разностью в первом слагаемом между С/д и С/в) отличаются лишь значениями удельного напряжения ионизации UNMKII и U%mn, значения которых приведены в табл. 2-1. В неявном виде на разницу в значениях С/3.миа и Ur могут влиять также неодинаковые значения коэффициента электронно-ионной эмиссии YI соответствующие разным значениям оптимальной напряженности поля (Е/ри)01П и (Е/р0)$т. В режиме зажигания напряженность поля (Е/р0)ОП'г соответствует почти линейному распределению потенциалов в междуэлектродном промежутке (прямая 1 на 2-19, а). В режиме горения разряда напряженность поля (Е/р0) * соответствует начальному наклонному участку кривой потенциалов в катодной части горящего разряда (кривая 2 на том же рисунке). Обозначая коэффициент ионно-электронной эмиссии при зажигании разряда через у *, можно U3MKH в чистых инертных газах вычислить, исходя из равенства

Начальная ордината на осциллограмме напряжения соответствует напряжению зажигания разряда. При нормальном давлении газа п приборе 20 Па (0,15 мм рт. ст.) и нормальной температуре накала катода tK -- 850 °С напряжение зажигания разряда U3 ( 3-29,6) лишь ненамного превышает напряжение горения разряда.

На анод тиратрона под;иот положительное по отношению к катоду напряжение, а на управляющую сетку — отрицательное. При уменьшении отрицательного напряжения на сетке усиливается ионизация газа и при достижении значения, соответствующего напряжению зажигания Ua, в тиратроне возникает дуговой разряд. Напряжение зажигания зависит от анодного напряжения, что видно из 2.11, где приведены две анодно-сеточные характеристики одного тиратрона.

Вольт-амперная характеристика — зависимость фототока от анодного напряжения при постоянном световом потоке: /ф = = ф(С/а)ф=СОП5,. Вольт-амперные характеристики вакуумных ( 4.3, а) и ионных ( 4.3,6) фотоэлементов существенно различаются. В вакуумных фотоэлементах фототок быстро достигает значения тока насыщения, когда все электроны, вылетевшие из катода, доходят до анода. Ионные фотоэлементы насыщения не имеют в связи с ионизацией газа при повышении анодного напряжения. При достижении значения, соответствующего напряжению зажигания, наступает самостоятельный газовый разряд и фотоэлемент выходит из строя.

Начальный участок характеристики имеет подъем, соответствующий напряжению зажигания разряда. При токе /amin (порядка 5 мА) устанавливается нормальный тлеющий разряд (см. § 3.1) и в дальнейшем напряжение на приборе незначительно меняется

Ток заряда конденсатора создает на резисторе #С2 положительное по отношению к сетке лампы Л2 падение напряжения ыс2, поддерживающее лампу Л2 в открытом состоянии. При этом большая часть тока заряда конденсатора будет протекать через промежуток сетка — катод открытой лампы. В то же время конденсатор СР2 будет разряжаться через открытую лампу Л2 и резистор #с]. Ток iC2 разряда конденсатора Ср2 вызывает падение напряжения нс1 на резисторе Rn, превышающее по величине запирающее напряжение лампы Лг. По мере разряда конденсатора СР2 (промежуток времени от / = 0 до ^) отрицательное напряжение на сетке лампы Л\ постепенно уменьшается и в момент времени ^ становится равным напряжению запирания лампы Лх. В этот момент лампа Jlv начинает открываться. За счет положительной обратной связи происходит скачок длительностью в несколько десятых долей микросекунды (длительность этого скачка на рисунке не показана, она соответствует моменту времени ^), в течение которого лампа Л± открывается, а лампа Л2 запирается. Этот скачок называют опрокидыванием схемы.

До срабатывания защиты тиристор закрыт благодаря напряжению запирания перехода

Как указывалось выше, характеристики реального ПТ отличаются от идеализированных. Наиболее близка к идеализированной характеристика ПТ простой конструкции. У ПТ сложной конструкции, состоящих из большого количества элементарных ячеек, существенные отклонения от идеализированной характеристики наблюдается при Um, близких к нулю и напряжению запирания. В первом случае основной причиной отклонения является наличие немодулированных сопротивлений стока и истока, во втором — неидентичность элементарных ячеек прибора и неоднородности в канале.

Режим В (точка 2), когда СРТ каходится в области небольших выходных токов при напряжении, близком к напряжению запирания. В этом случае угол отсечки* приближается к я/2.

Это напряжение и запирает лампу Л2. По мере разряда конденсатора ик уменьшается и спустя некоторое время достигает величины, равной напряжению запирания лампы Л<>. Тогда эта лампа откроется, через нее потечет анодный ток ia2 и далее произойдет процесс

При подаче на сетку напряжения, равного напряжению запирания, анодный той равен нулю. Поэтому

Наиболее существенный из этих факторов — неоднородность результирующего поля у поверхности катода триода. Это хорошо видно из 3-3. При отрицательном напряжений ?7С, близком по, величине к напряжению запирания лампы, тормозящее поле образуется лишь у тех участков катода, которые находятся непосредственно под витками сетки ( 3-3, в). Между витками сетки результирующее поле вследствие влияния анода может быть ускоряющим. В результате с этих участков катода даже при больших отрицательных значениях Uc электроны будут уходить к аноду. Нижний участок реальной характеристики станет пологим, а напряжение запирания лампы — более отрицательным. Этот эффект образования «островков» ускоряющего поля вблизи катода проявляется тем сильней, чем реже сетка и чем ближе она расположена к катоду.

При Uc<.0 ток /с =0, поэтому в выражении (9.7) имеем /к =/д. При подаче на сетку напряжения, равного напряжению запирания Uc=Uco, сеточный, анодный и катодный токи равны нулю, и из выражения (9.7) получаем

близких к напряжению запирания, между витками сетки у катода существует ускоряющее поле из-за преобладания влияния анода. Следовательно, только с этих участков катода («островков») электроны будут уходить к аноду даже при Uc=Uco, поэтому нижний участок характеристики идет более полого, чем по закону степени трех вторых, а напряжение запирания становится более отрицательным. Эффект образования «островков» выражен тем сильнее, чем реже сетка и чем ближе она расположена к катоду. Островковый эффект изменяет проницаемость лампы, которая становится зависимой от режима. Изменение проницаемости может быть также обусловлено неравномерностью шага витков сетки, что также изменяет ход характеристики.

Для повышения быстродействия триггера необходимо использовать усилительные элементы, обладающие высокой импульсной добротностью, исключить насыщение транзисторов, применяя нелинейную обратную связь, уменьшить нагрузку триггера, свести к минимуму ускоряющие и паразитные емкости монтажа. Следует по возможности уменьшать запас по напряжению запирания и увеличивать амплитуду запускающих импульсов с тем, чтобы сократить продолжительность стадии подготовки. Повышение быстродействия неизбежно связано с увеличением потребляемой триггером мощности, так как оно сопровождается уменьшением соротивлений как в выходных, так и во входных целях. Для достижения максимального быстродействия необходимо выбрать сопротивление в стоке Кс или сопротивление в коллекторе /?„ оптимальным. При оптимальной величине /?с или /?к, даже при некотором уменьшении перепада выходного напряжения, заметно растет мощность, потребляемая триггером. Кроме этого, в быстродействующих триггерах делитель R1R2 во входной цепи транзистора тоже приходится делать сравнительно низкоомным с тем, чтобы можно было сократить время восстановления Т^осст- В противном случае динамическое смещение достигает заметной величины, в результате чего быстродействие схемы снижается.

Максимальная частота триггера растет с уменьшением тока нагрузки /„ паиб я» EKIRa наим и запаса по напряжению запирания Обз, а также с увеличением амплитуды спускового импульса Д/0.