RU2314589C2 - Газоразрядный коммутирующий прибор - Google Patents
Газоразрядный коммутирующий прибор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2314589C2 RU2314589C2 RU2005134343/09A RU2005134343A RU2314589C2 RU 2314589 C2 RU2314589 C2 RU 2314589C2 RU 2005134343/09 A RU2005134343/09 A RU 2005134343/09A RU 2005134343 A RU2005134343 A RU 2005134343A RU 2314589 C2 RU2314589 C2 RU 2314589C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- grid
- anode
- slit
- discharge
- Prior art date
Links
Landscapes
- Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Изобретение относится к газоразрядной технике, в частности к газоразрядным коммутаторам низкого давления типа тиратрон, псевдоискровой разрядник, и может быть использовано при создании коммутаторов тока для электронной техники. Газоразрядный коммутирующий прибор содержит анод, катод, вспомогательные электроды и управляющую сетку, находящиеся в оболочке с газовым наполнением. Управляющая сетка выполнена с одной и более наклонными щелями, ширина которых выбирается по формуле d≤hcosβ, где d - ширина щели, h - толщина сетки, β - угол наклона стенки щели относительно поверхности сетки. Углы наклона стенок щели могут быть различными, так что ширина щели со стороны анода больше, чем со стороны катода, а поверхности стенок щели покрыты антиэмиссионным веществом, либо веществом с большой вторичной электронной эмиссией. Техническим результатом является уменьшение времени коммутации при включении и при выключении прибора, а также упрощение конструкции прибора. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к газоразрядной технике, в частности к газоразрядным коммутаторам низкого давления типа тиратрон, псевдоискровой разрядник, и может быть использовано при создании коммутаторов тока для электронной техники.
Известен импульсный водородный тиратрон с накаленным катодом, содержащий расположенные в герметичной оболочке с газовым наполнением металлические электроды - анод, катод и управляющую сетку, выполненную в виде диска с отверстиями, которые прикрыты экраном, выполненного также в виде диска с отверстием [1].
Недостатками такой конструкции являются:
- большое время развития разряда из-за длинного и сложного пути прохождения тока. Ток проходит через отверстие в экране, вдоль экрана, а затем через отверстия сетки, столб плазмы дважды изменяет направление на 90°, проходя, по меньшей мере, через два сужения. На стадии развития разряда это приводит к потерям электронов за счет их рекомбинации на поверхности сетки, что является причиной увеличения времени коммутации;
- большие потери мощности из-за падения напряжения в сужениях экрана и сетки;
- большое время деионизации анодно-сеточного пространства, обусловленное длиной пути от анода до экрана сетки.
Известен газоразрядный прибор с холодным катодом, содержащий расположенные в герметичной оболочке электроды - анод, первый катод с полой камерой, ограниченной металлической стенкой с отверстиями, вспомогательный анод и второй катод, расположенный с противоположной относительно основного анода части прибора [2].
В этом приборе конструкция первого катода выполнена аналогично конструкции управляющей сетки тиратрона и выполняет ее функции. Поэтому все недостатки, присущие водородному тиратрону, присущи и этому прибору. Помимо того, в случае большой загрузки током первого катода происходит его разогрев и распыление, что приводит к снижению срока службы и стабильности работы прибора.
Известен способ формирования высоковольтных импульсов, который позволяет использовать импульсный водородный тиратрон и псевдоискровой разрядник для прерывания тока в схемах с индуктивным накопителем энергии [3].
Недостатком применения тиратрона и псевдоискрового разрядника в этом способе формирования высоковольтных импульсов заключается в большом времени обрыва разряда, которое обусловлено тем, что расстояние от экрана сетки до анода больше расстояния от поверхности сетки до анода в два-три раза. Увеличение пути, проходимого электронами, приводит к увеличению числа новых электронов, электрического тока и соответственно времени выключения. Электрический ток рассчитывается по формуле i(x)=I0eαx, где I0 - начальный ток, α - коэффициент ударной ионизации, x - межэлектродное расстояние. Отсюда видно, что увеличение расстояния в 2-3 раза увеличивает ток в 10-20 раз.
От этих недостатков свободна предлагаемая конструкция прибора.
Основной технической задачей предлагаемого изобретения является уменьшение времени коммутации при включении газоразрядного коммутирующего прибора и при его выключении, а также упрощение конструкции прибора.
Технический результат достигается тем, что в газоразрядном коммутирующем приборе, содержащем анод, катод, вспомогательные электроды и управляющую сетку, находящиеся в оболочке с газовым наполнением, управляющая сетка выполнена с одной и более наклонными щелями, ширина которых выбирается по формуле d≤hcosβ, где d - ширина щели, h - толщина сетки, β - угол наклона стенки щели относительно поверхности сетки, при этом углы наклона стенок щели могут быть различными, так что ширина щели со стороны анода больше, чем со стороны катода, а поверхности стенок щели покрыты антиэмиссионным веществом либо веществом с большой вторичной электронной эмиссией (см. чертеж).
Наклонная щель выполняется таким образом, чтобы электрическое поле анода не проникало в катодно-сеточное пространство. Для этого угол наклона и ширину щели необходимо выбирать из условия d≤hcosβ, где d - ширина щели, h - толщина сетки, β - угол наклона стенки щели относительно поверхности сетки (см. чертеж). Кроме того, такая конструкция сетки позволяет использовать ее без экрана, что делает конструкцию более простой.
При прохождении электронов сквозь щель происходит усиление электрического тока за счет вторичной электронной эмиссии со стенок щели, что способствует уменьшению времени коммутации. Для усиления этого эффекта необходимо покрыть поверхность стенок щели веществом с большим коэффициентом вторичной электронной эмиссии. Кроме того, путь, который проходит электрон в сетке с щелью меньше пути, который он проходит в сетке с экраном. Что также способствует уменьшению времени коммутации.
Прерывание тока прибором происходит во время обрыва электрического разряда в сужении столба разряда. После этого начинается распад плазмы в приборе. Длительность коммутации определяется временем деионизации пространства анод-сетка прибора. Деионизация пространства происходит в результате двух конкурирующих процессов - процессов рождения и гибели зарядов. Для уменьшения времени коммутации необходимо уменьшать число вновь появившихся электронов и увеличивать число зарядов, ушедших в единицу времени из объема. Новая конструкция сетки позволяет уменьшить в 2-3 раз путь, проходимый электроном от сетки до анода по сравнению с прототипом, а это в 10-20 раз уменьшает число вновь образовавшихся электронов в результате ионизации в объеме анод-сетка. Для уменьшения рождения электронов в результате ион-электронной эмиссии с поверхности сетки ее необходимо покрыть веществом, уменьшающим эмиссию с ее поверхности.
В новой конструкции сетки электроны движутся под углом к поверхности анода, что также способствует уменьшению времени коммутации на стадии развития разряда и во время его обрыва.
При выполнении наклонных щелей в виде концентрических окружностей, щелевая сетка позволяет фокусировать поток электронов на поверхность анода, что дает новый эффект при использовании этого прибора в качестве источника рентгеновского излучения.
Источники информации
1. Фогельсон Т.Б. и др. Импульсные водородные тиратроны. М., Сов. радио. 1974.
2. Патент №2089003, кл. Н01T 2/00.
3. Патент №2210180 С2, кл. Н03K 3/53.
Claims (4)
1. Газоразрядный коммутирующий прибор, содержащий анод, катод, вспомогательные электроды и управляющую сетку, находящиеся в оболочке с газовым наполнением, отличающийся тем, что управляющая сетка выполнена с одной и более наклонными щелями, ширина которых выбирается по формуле d≤hcosβ, где d - ширина щели, h - толщина сетки, β - угол наклона стенки щели относительно поверхности сетки.
2. Газоразрядный коммутирующий прибор по п.1, отличающийся тем, что поверхности стенок щели покрыты антиэмиссионным веществом.
3. Газоразрядный коммутирующий прибор по п.1, отличающийся тем, что поверхности стенок щели покрыты веществом с большой вторичной электронной эмиссией.
4. Газоразрядный коммутирующий прибор, содержащий анод, катод, вспомогательные электроды и управляющую сетку, находящиеся в оболочке с газовым наполнением, отличающийся тем, что управляющая сетка выполнена с одной и более наклонными щелями, углы наклона стенок щели относительно поверхности сетки различны, при этом ширина щели со стороны анода больше, чем со стороны катода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005134343/09A RU2314589C2 (ru) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | Газоразрядный коммутирующий прибор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005134343/09A RU2314589C2 (ru) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | Газоразрядный коммутирующий прибор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005134343A RU2005134343A (ru) | 2007-05-20 |
RU2314589C2 true RU2314589C2 (ru) | 2008-01-10 |
Family
ID=38163751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005134343/09A RU2314589C2 (ru) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | Газоразрядный коммутирующий прибор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2314589C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2476950C1 (ru) * | 2011-09-13 | 2013-02-27 | Николай Михайлович Верещагин | Газоразрядный коммутирующий прибор |
RU187851U1 (ru) * | 2018-12-21 | 2019-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Газоразрядный прерыватель тока с двухщелевой конфигурацией отверстий сеточного узла |
-
2005
- 2005-11-07 RU RU2005134343/09A patent/RU2314589C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2476950C1 (ru) * | 2011-09-13 | 2013-02-27 | Николай Михайлович Верещагин | Газоразрядный коммутирующий прибор |
RU187851U1 (ru) * | 2018-12-21 | 2019-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Газоразрядный прерыватель тока с двухщелевой конфигурацией отверстий сеточного узла |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005134343A (ru) | 2007-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bloess et al. | The triggered pseudo-spark chamber as a fast switch and as a high-intensity beam source | |
Bochkov et al. | Sealed-off pseudospark switches for pulsed power applications (current status and prospects) | |
Li et al. | Repetitive gas-discharge closing switches for pulsed power applications | |
Koval et al. | Broad beam electron sources with plasma cathodes | |
US5502356A (en) | Stabilized radial pseudospark switch | |
US8350472B2 (en) | High voltage switch triggered by a laser-photocathode subsystem | |
Kumar et al. | Pseudospark-driven high-current miniaturized voltage-tunable sheet-electron-beam source | |
Pitchford et al. | Triggered breakdown in low‐pressure hollow cathode (pseudospark) discharges | |
RU2314589C2 (ru) | Газоразрядный коммутирующий прибор | |
Kazakov et al. | Influence of electron beam generation on the parameters and emission characteristics of a constricted arc discharge in a pulsed forevacuum plasma-cathode electron source | |
RU2497224C2 (ru) | Газоразрядный коммутатор | |
RU2476950C1 (ru) | Газоразрядный коммутирующий прибор | |
AU2009346388B2 (en) | Cascade voltage amplifier and method of activating cascaded electron tubes | |
RU2333619C2 (ru) | Многолучевой генератор газоразрядной плазмы | |
RU2726140C1 (ru) | Газоразрядный прерыватель тока с секторальным отверстием в экране и асимметрично расположенным относительно центральной оси круговым отверстием в сетке | |
Billault et al. | Pseudospark switches | |
RU2306683C1 (ru) | Плазменный электронный источник | |
Frank et al. | Mechanism for initiation of pseudospark discharge by ions ejected from the anode side | |
Kruglov et al. | Modeling and development of thyratron type grid node with improved discharge parameters for specialized gas-discharge current interrupter | |
RU2215383C1 (ru) | Плазменный электронный источник | |
Schumacher et al. | Low-pressure plasma opening switches | |
RU2758584C1 (ru) | Газоразрядный прерыватель тока с цилиндрической геометрией отверстия в сеточном узле | |
Debolt et al. | Recent results from the low inductance Z-discharge metal vapor ion source | |
RU2784874C1 (ru) | Газоразрядный коммутатор тока с сужением разрядного канала от катода к аноду в сеточном электроде | |
RU196815U1 (ru) | Отпаянная камера для газоразрядного генератора высокочастотных импульсов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111108 |