Электронные лампы. Характерные параметры импульсно-работающих электронных ламп. Импульсные тиратроны

В 1883 году Эдисон, экспериментируя с лампами накаливания, поместил в нее дополнительный электрод (анод). Когда на раскаленную нить (катод) был подан отрицательный потенциал, а на анод положительный потенциал, через лампу пошел ток, создаваемый электронами, которые эмитировал горячий катод. Это был первый ламповый диод. Он пропускал ток только в одном направлении и широко использовался для преобразования переменного тока в постоянный. Для управления потоком электронов между катодом и анодом начали помещать металлические сетки, управляя потенциалом которых возможно изменять электронный ток через лампу. Такие лампы широко использовались для усиления и генерации электрических сигналов.

4.2.1. Электронные лампы

Все управляемые электронные лампы могут использоваться в качестве коммутаторов.

Современные модуляторные лампы имеют анодные напряжения до 50 – 70 кВ и коммутируют мощности до 50 МВт при средней мощности на уровне 100-300 кВт. Длительность импульсов – 10^-7 – 10^-3 сек. Длительность франта импульса t_k может ограничиваться временем пролета электронов, временем установления переходных процессов в электродной системе, крутизной запускающего импульса.

Лампы обладают полным управлением, т.е. возможностью отклонения тока под рабочим напряжением. Они часто используются в схемах с частотным разрядом накопителя на нагрузку.

Для увеличения коэффициента использования анодного напряжения

 и уменьшения тока управления используются триоды- инжекторы, т.е. триоды со скрещенными магнитными и электрическими полями (ГМИ-33А, U_a = 70 кВ).

Перспективным для увеличения анодного напряжения до 100 кВ является использование в триоде внешнего магнитного фокусирующего поля.

Характерные параметры импульсно – работающих электронных ламп.

Интерес к этим коммутаторам сохраняется и в ближайшее время возможно появление ламп с анодным напряжением до 200-300 кВ и током до единиц кА.

Достоинства электронных ламп:

1)  простота управления (t_з ~ 1нс)

2)  полнота управления

3)  высокая частота следования импульсов.

Недостатки:

1)высокое внутреннее активное сопротивление, ограничивающее ток.

2) ограничение напряжения анода

3) большие мощности накала катода (ГМИ-44А, Р_имп =30Мвт, Р_нак = 11,3 кВт)

4)  необходимость охлаждения электродов и корпуса (воздушное дутье, вода)

5)  большие габариты и вес

В связи с этим, вакуумные лампы наиболее широко применяются не в самих генераторах МИТ, а в относительно низковольтной и менее мощной электрофизической аппаратуре.

4.2.2.Импульсные тиратроны

Импульсный тиратрон – это замыкающий коммутатор, управляемый по сетке. В этом его сходство с электронной лампой. Однако тиратрон является газоразрядным прибором (низкого давления), поскольку его корпус заполнен водородом либо дейтерием при давлении порядка 0,5 торр. В связи с этим механизм формирования разряда носит характер ионизационного размножения электронов в газе при величинах p, d , соответствующих кривой Пашена.