SU693472A1 - Method of modulation of current in gas discharge - Google Patents

Method of modulation of current in gas discharge

Info

Publication number
SU693472A1
SU693472A1 SU762391832A SU2391832A SU693472A1 SU 693472 A1 SU693472 A1 SU 693472A1 SU 762391832 A SU762391832 A SU 762391832A SU 2391832 A SU2391832 A SU 2391832A SU 693472 A1 SU693472 A1 SU 693472A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
current
discharge
grid
cathode
atoms
Prior art date
Application number
SU762391832A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Борисович Каплан
Артемий Маркович Марциновский
Александр Сеит-Умерович Мустафаев
Валерий Иванович Ситнов
Андрей Яковлевич Эндер
Владимир Григорьевич Юрьев
Original Assignee
Ордена Ленина Физико-Технический Институт Им. А.Ф.Иоффе Ан Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ордена Ленина Физико-Технический Институт Им. А.Ф.Иоффе Ан Ссср filed Critical Ордена Ленина Физико-Технический Институт Им. А.Ф.Иоффе Ан Ссср
Priority to SU762391832A priority Critical patent/SU693472A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU693472A1 publication Critical patent/SU693472A1/en

Links

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Claims (2)

-., t Изоб{эетение относитс  к проблеме управлени  током в газораэр дньгх приборах и мсокет быть использовано при создании разнообразных газоразр дных и ионных приборов дл  многих отраслей промышленности, например, в энергетике при создании мощных коммутирующих высокотемпературных ключевых элементов и дл  инвертировани  и преобразовани  напр жени  р низковольтных сильноточг ных деп х, при решении разнообразныхзадач коммутации больших токов с малыми потер ми. Известен способ модул ции тока в газовом разр де, осуществл емый в цезиевых приборах с сеточным управлением Ll Однако ему свойственно ограничение на величину коммутируемой плотности тока пор дка единиц ампер на см, Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ модул ции тока в газовом разр де подачи напр жени  на упра л ющий электрод, который осуществл етс  в таситронах 2. В этих йрибсфах сетка, наход ща с  под отрицательным потенциалом, поддер| ч. живает разр дный промежуток в запёртетй состо нии при высоких (до киловольт и более) анодных напр жени х. Прджиг раа р да и переход В провод щее состо ние осуществл ют 11бДачей на сетку положительного напр жени . Наиболее ложную рцерацию - гашение разр да - производ т подачей на сетку значительного отрицательного напр жени , обеспечивающего перекрывание ленгмюровских оболочек соседних витков. При осуществлении этого способа не-: обходимо цодавать на сетку большие (по р дка нескольких сотен вольт) Напр жени . Кроме этого дл  способа характерно принципиальное ограничение управл емых токов величиной пор дка одного ампера на квадратный сантиметр площади сет ки. Целью изобретени . вл етс  увеличе- ние модулируемой плотности тока и мощнбсти , а также управление вели ганой длйгельности импульса тсжа , синхронизаци  заднего фронта импульра тока и управление длительностью импульса. Достигаетс  это тем, что давление компонент гаэа и температуру катода вьббирают из условий. л - л., , --p-pv-p;, 1 а рабочую точку выбирают, исход  из ус« . J. Л-- длина свободного пробега © электронов; О, « величина межэлектродного зазора} - -средн   скорость и(жов в ; плазме} ni()- масса иона (э1Н&  рона); р «давление гшазмообразующей компсшенты; Т - температура атомов плазмо- образующей компоненты; К - посто нна  Больцмана; е зар д электрона; j - ток электронной эмиссии ка тода; :}д - анодный ток; j „,; критический ток, объемный , зар д которого мозйно ском- пенсировать при полной ионнзации атомов плазмообразующей компоненты газа. Дойелнительными .признаками  вл етс  то,ЧТО измен ют плотность надкритичес- кого разр дного Toica (с1 3крит) путем регулировки температуры катода, на упра л ющий электрод подают импульсы отрица тельной пол рности длительностью пор дка времени дейонизации и амплитудой пор дка пр мого падени  напр жени  в провод щем с осто нии. Экспериментально обнаружено, что ЩЯ токах в плазме, превышающих ;5ць , разр д переходи в неустойчивое состо ;цив и плазма в разр5 де существует огра ниченное врем , по иетечении которого происходит самосто тельный обрыв тока, причем длительностью импульс/а тока существенно определ етс  процесс десорбции атомов с поверхностей анода и сетки Таким образом при выполнении указан ных условий ( Зкрит создаетс  внутренн   неустойчивость разр да в щювод щем состо нии, что существенно об- легчает гашение разр да при плотност х разр дного тока пор дка дес ков ампер на квадратный сантиметр и .более. Неустойчивость разр да обуславлив етс  тем, что при длине свободног-о пробега электронов Ag. значительно превышающей межэлектродное рпссто нис d , ток в разр де переноситс  пучком электронов , ускоренных на прикатопном падении потенциала. В этом случае величина разр дного тока раэр св зана с концентрацией ионрв в плазме Н и их средней скоростьк) соотношением. .РС( Физические процессы, происхот щие в плазме при повышении плотности проход щего разр дного тока и, в частности, при превышении плотностью тока критического значени  происход т следующие.С ростом плотности тока увеличиваетс  степень ионизации Нейтральных атомов. В этих услови х существегшым оказываетс  все растущий отвод ионов электрическим полем- на катод. Атомы, слетающие с поверхности катода в силу малой длины ионизации, ионизуютс  преимущественно вблизи его поверхности. Образованные ионы вновь отвод тс  полем на катод . Это обсто тельство приводит к тому , что в силу услови  посто нства попного Давлени  с ростом степени ионизаДии уменьшаетс  концентраци  нейтрального газа в межэлектродном промежутке и падает частота ионизующих столкнове- ний. И когда концентраци  ионов вдали fy катода становитс  меньше и , наступает критический режим, В . этом режиме происходит нарушение равновеси  между скоростью ионизации и скоростью ухода ионов на катод. Даль. ; нейщие попытки увеличить плотность тока привод т к обрыву тока в разр де через некоторое врем  после прихода на сетку поджигающего положительного импульса. После обрагва тока концентраци  нейтральных атомов в межэлектродном промежутке увеличиваетс , однако, сетка , наход ща с  под отрицательным потенциалом , преп тствует возобновлению разр да До подачи на нее следующего положительного импульса напр жени . режиме, в котором существует неустойчивое состо ние разр да, модул цию осуществл ют следующим образом. Запертое состо ние разр дного промежут.ка поддерживаетс  отрицательным потенциалом на сетке (составл ющем нескольfO ПрОЦОИТОП от ППОЦЧОГО ПОТОНИН.ЧЛ). Поджи(- рпзр д , как и в narsecTttbtx citoсобпх , ocytr(ocTjvistK)T иолачой короткого (пор дкп 1.0 + 10 сек) положитольно- го имиульсп н  сотку. Кпк укпэывалос.ь вьшю, при надкритической штотнос;тн рпэ р дного токп ( разр Арит) пропод щее состо пио сушествуст в течение конечного времени Г . В течение этого времени существенно уменьшаетс  концентраци  ионов вблизи анода, вслйдствие чего возникает минимум потенциала и разр д переходит в неустойчивое состо ние. Распростран  сьпо направлению к катоду минил ум потенциала достигает сетки, вызывает перемыкание приапектродных слоев соседних витков сетки, и разр дный ток прерываетс . Гаким образом, гашение разр да происходит самосто тел но без подачи на сетку гас щего отрицательного импульса напр жени . Длительность импульса тока Г сущес венно зависит ОТ величины разр дного тока и тем меньше, чем больше j рачр. Если в рассматриваемых услови х в качестве плазмообразующей компоненты используют вещество (газ) с высокой адсорбционной способностью по отношению к материалу анода и сетки, длитель ность импульса тока в провод щем состо нии может быть существенно увеличе на (больше, чем на пор док). Это проис ходит в силу того, что при высокой степени ионизации атомов, наход шйхс  в межэлектродном зазоре, равновесие меж ду скорост ми ионизации и ухода иойов на катод некоторое врем  еще поддерживаетс  за счет атомов, десорбирующихс  с анода и сетки, В реальных услови х возможно некоторое изменение длительности провод ще го состо ни  С нестабильности параметров разр да. В тех случа х, когда необходима модул ци  тока с жесткими требовани ми к величине и посто нству длительности импульса тока, леГКо осуществить принудительное гашениераз-р да , подав на сетку небольшой отрицательный импульс напр жени  в любой мо мент времени до самосто тельного обры разр дного тока. На фиг. 1 представлена вольтампер- на  характеристика триода на смеси паров цези  и бари  дл  PCS ; 8.10 , Tg 800°К,Тц- 1728 К; на фиг. 2 зависимость плотности критического тока от давлени  паров цези . Крива  1 - расчет дл  случа , когда потоки нейтрал нык атомов с катода на агтод и обратно уравновешены; крива  2 - jwicnor дл  но- стационарного режима, в котором гм:;е нейтральные атомы падают только на катод; крива  3 - эксперимента;г1 име данный; на фиг, 3 представлена модул ци  надкритического разр дного ток  дл  Рс5 - б.б. Т а , Т 168О К Ej., 50 в; (а, б - при подаче на сетку положительных управл$поших импульсов напр жени ; в, г - при подаче на сетку бипол рных управ- л пощих импульсов); на фиг. 4 представлены зависимости длительности импульса надкритического разр дного тока дл  PCS 6.6.10--тор, TBO, 850°К , от а - температуры катода и б - плотности разр дного тока. Предложенный способ модул ции осуществлен в трехэлектродном приборе плрскопараллельной геометрии с катодом косвенного накала. Величина межэлектродного промежутка составл ет 4 мм. В качестве управл ющего электрода использована сетка нз молибденовой проволоки диаметром ЗО мкм и размером  чейки ISO X ISO мкм, расположенна  в центре мёжэлектродного промежутка. Прозрачность сетки с учетом радиаторов охлаждени  составл ет величину 0,S. В качестве напслнени  триода используют смесь паров цези  и ёари . Давлени  компонент смеси регулируют температурами жидких фаз и выбирают такими, что длина свобо ного пробега электронов превышает величину межэлектродного промежутка (.lO тор, (Н .„ 4.10 тс э). При указанных давлени х паров бари  катоды из обычных Тугоплавких металлов,обеспечивают плотность электронной эмиссии пор дка нескольких дес тков ампе-р на квадратный сантиметр, что превышает критические плотности токов дл  1 S. 10 тор. В результате в эксперименте осуществлены снадкритическими значени ми плотности разр дного тока и самосто тельным гашением. На фиг. 1 представлена вольтамперна  характеристика триода дл  одного из таких режимов. На участке а-в характеристики 1эазр д устойчив и может быть зарегистрирован статическими методами. В точке в, когда ток достигает критического значени , происходит самосто тельное погасание разр д т поэтому пунктирный участок в-с ре141стрировали в импульсном режиме (вид импульсов н зйкрйтического тока в зависимости от температзфы катода представлен на иг. 4). Экспериментальные исследова ,нн  пшсазали, что величина критического тока в триоде на смеси паров цези  и бари  всецело определ етс  давлением паров цеэи  н не зависит от давлени  паров бари  в исследуемом диапазоне давлений. ,Э с с:вйаётШ1Ьстбуёт 6 toM, что плаамообразующёй компонентой  вл ютЬ  пары атомов педи , в то врем  как пары бари  обеспечивают необходимую электронную эмиссию катода. разр  дногЧ) то беуйествл ют в режиме неустойчивого горени  (участок ), который подбирают либо изменением текмерйтуры катода, либо изменением величин cofipoз йвпенй  нагрузки, либо аноййо о напр  г  ЮЙИЯ.- , ; ,. ... ..-. . - , , . : Примеры модул ции Приведены на фиг. 3 aV 1б, На фиг. 3 а при ведена форма полоисйтёльных импульсов напр хсени , по- ЙЙЕйёШ кГна c6Tky ДШ раэрйда. Амплитуду управл ющих импульсов во iecex режимах выбирали ia диапазоне + 8 4 3 1О..В..--. .;,; :,../.. На иК 3 б представлена форМа импульсов надкритического разрадного тока После о пиранИ  триода попсжительным УПрввл ющим импулЬсом разр д горит в тёчёйиёограниченного времени, по ис- . ёчёййн j oToporo набпйдаетс  самосто тельное запирание триод:а без йШачЙ йт- рвдательного импульса на сетку. Картина МодУЛ 1ЦИи хорошо врспрризЬо дйтс  в Диапазоне исследуемых частот 1-10 КГЦ. Использование в качестве гоюзмообразующей присадки атомов цези  хорошо адсорбирующихс  на электродах, привело к тому, что абсолютное значение времени существбвани  в провод  шем срсто нии (длительность импульса тока) tTj- существенно (до двух пор дков) превышает врем  пропета атомов (ионов) . между электродами. Из фиг.. 3 б, видно й-оТ казал ь пор дка i,5,, в то-врей как соответствующа  велйчи на е парах ртути и в инертных газах, . как правило, не превосходит 10 -г 10 сек. Такое большое tr р обусловлено Участием в ионизации не только атомов цези  наход щихс  первоначально в мшкалектро ноМ зазоре, но и атомов, десорбирующнхс с анода и сетки. - ,v Изменением температуры катода рагу- -лировали величину надкритического разр д , ного тока, что позволило в широких пре. делах измен ть длительность провод шего состо ни  триода (см. рис. 4). Зависимость Т,- от pt,jp( см. фиг. 4) св зана с тем, что при большей плотности тс са откачка атомов из канала разр да происходит интенсивней, а дл  компенсации электронного зар да необходима больша  котцейтраци  ионов. Это обсто тельство позвол ет мен ть частоту модул ции изменением разр дного тока. Дл  стабилизации длительности импульсов тока и ее регулировани  в диапазоне /С С:, на сетку подавали короткие (10 мк сек) отрицательные импуль- сы (см. фиг. 3). Измерени  проведены как на уровне докритических, так и на yjpoBHe надкритических значений плотности разр дного тока. Оказалось, что в режимах с надкритической плотностью paзp дн6tЧJ тока дл  гашени  на сетку достаточно подать отрицательный импульс напр жени  пор дка 2-3 В, в то врем , как при докритических плот- HOCTii: раарйдного тока дл  гашени  разр да необходима амплитуда отрицательного импульса пор дка дес тков вольт. Пример модул ц п надкритического разр дного тока с помощью бипол рных сеточных импульсов представлен на фиг. 3 г. Видно что отпирание и запирание триода происхр ит с крутыми фронтом и сШдоМ импульса, что иллюстрирует высокую эффективность предлагаемого метода мбдул ции разр дного трка. Подобна  картина модул ции разр дного тока в триоде на смеси паров цези  и бари  наблюдалась экспериментально в Диапазоне даниюний паров цези  от 5. до 4.10 тор. При этом получе на универсальна  экспериментальна  зависимость плотности критического тока ходит самосто тельное погасание разр да; давлени  паров цези , представленна  на фиг. 2.. На этой же фигуре приведены расчетние- рийые, ноаученные из со- дл  двух отношени  Крит случаев. В первом случае крива  1 - потоки нейтральных атомов с катода на анод и обратно урановешены; во второмкрива  2 - нестационарный режим, в котором все нейтральные атомы падают тбпько на катод. Видно, что эксперил ентальные данные достаточно хорошо совпадают с расчетными значени ми, Продлагаемый способ модул ции над критического разр днот-о токи позволил в исследуемом диапазоне PCS Р анод ном напр жении 60 В устойчиво с хорошей воспроизводимостью модулировать. мощность в диапазоне от 0,6 до 4 квт/с Формула изобретени  1. Способ модул ции тока в газовом разр де, путем подачи напр жени  на уп равл ющий электрод, отли ча ющ и и с   тем, что, с целью увеличени  модулируемой плотности тока и мощ ности, давление компонент газа и темпе ратуру катода выбирают из условий , , , КрИТ 141Mig а рабочую точку вьхбирают, исход  иэ услови  где Ag - длина свободного пробега элект d - величина межэлектродного за зора; - средн   скорость ионов в плазме; ni-(Wg)- масса иона (электрона); р - давление плазмообразующей компоненты; Т - температура атомов плазмооб- разующей компоненты; К - посто нна  Больцмана; е - зар д электрона; и - ток электронной эмиссии като- да; анодный ток; . - критический ток, объемный зар д которого можно скомпенсировать при полной исюизации атомов плазмсобразующей компоненты гдза. 2.Способ по п. 1, отличаю - щ и и с   тем, что, с целью управление величиной длвтель остн импульса тока tr , измен ют плотность надкритнческогЬ разр дного тока {,dq j цр«т ) Щггем ре- 1Г5Пировки TeMnepatti катода.. 3,Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью синхрсюнзации заднего импульса тока и управлени  Длительностью импульса, на- уп- равл$1ющйй опектрсп подают импульсы отрицательной пол рности длительностью пор дка времеаи деидви цви и амплитудой пор дка пр мого падени -иапр$1жвни  в ПрСЮОДЯЩеМ СОСТОЯНИЕ. Истощики информации, прин тые во внимание 1фй экспертизе 1.За вка № 214585О, кл. Н О1Т17/74, 20.О6.76, по которой прин то решение о вьшаче авторского свидетельства. -., t The image relates to the problem of current control in gas-powered devices and can be used to create various gas-discharge and ion devices for many industries, for example, in power engineering for creating powerful high-temperature switching elements and for inverting and converting p low-voltage high-current deposits, when solving various problems of switching high currents with low losses. A known method of modulating a current in a gas discharge, carried out in cesium devices with grid control Ll. However, it has a limitation on the value of the switched current density of the order of units of amperes per cm. The closest to the invention is a method of modulating the current in a gas discharge of supply voltage on the control electrode, which is carried out in tacitrons 2. In these irbesf the grid, which is under negative potential, is supported by | The discharge gap lives in a locked state at high (up to kilovolts and more) anode voltages. Prygig Row and Transition B to the wired state are performed by 11dDBs to the positive voltage grid. The most false rceration — discharge quenching — is produced by applying a significant negative voltage to the grid, which overlaps the Langmuir shells of adjacent turns. When implementing this method, it is not necessary: there is a large amount of voltage (of a few hundred volts) voltage across the grid. In addition, the method is characterized by a fundamental limitation of controlled currents of the order of one ampere per square centimeter of grid area. The purpose of the invention. is an increase in the modulated current density and power, as well as the control of the iglana for pulse power, the synchronization of the trailing edge of the current pulse, and the control of the pulse duration. This is achieved by the fact that the pressure of the component gaea and the temperature of the cathode are selected from the conditions. l - l.,, --p-pv-p ;, 1 and the working point is chosen, based on the service «. J. L-- the mean free path of the electrons; O, “the value of the interelectrode gap} is the-average velocity and (zhv in; plasma} ni () is the ion mass (e1H &ron); p“ is the pressure of the gas-forming com- partment; T is the temperature of the atoms of the plasma-forming component; K is the Boltzmann constant ; e is the electron charge; j is the electron emission current of the cathode;} d is the anode current; j ",; is the critical current whose volume charge can be compensated for by the complete ionization of the atoms of the plasma-forming gas component. THAT will change the density of the supercritical discharge Toica (с1 3крит) by adjusting In the course of the cathode temperature, pulses of negative polarity are applied to the control electrode with a duration of the order of the deionization time and an amplitude of the order of the direct voltage drop in the conductor with the stop. It is experimentally found that the J currents in the plasma exceeding; d turn into an unstable state; div and plasma at discharge, there is a limited time, during which an independent current break occurs, and the duration of the current pulse / a significantly determines the process of desorption of atoms from the surfaces node and grids. Thus, if these conditions are fulfilled (Zcrit creates an internal instability of the discharge in the ground state, which makes it easier to quench the discharge at discharge densities of the order of tens of amps per square centimeter and more. The instability of the discharge is due to the fact that when the free path length of electrons is Ag. significantly higher than the interelectrode potential d, the current in the discharge is transferred by a beam of electrons accelerated at the near-cathodic potential drop. In this case, the magnitude of the discharge current is the paired ratio of the plasma ion concentration H in the plasma and their average speed) ratio. .RS (Physical processes occurring in a plasma with an increase in the density of the passing discharge current and, in particular, when the current density exceeds a critical value, the following occurs. With increasing current density, the degree of ionization of Neutral atoms increases. Under these conditions, everything the growing removal of ions by the electric field of the cathode. Atoms that fly off from the surface of the cathode due to the short ionization length are ionized mainly near its surface. The formed ions are again rejected by the field to the cathode. This leads to the fact that, due to the condition of constant pressure, the concentration of neutral gas in the interelectrode gap decreases with an increase in the degree of ionization and the frequency of ionizing collisions decreases. And when the concentration of ions in the distance fy cathode becomes lower and the critical mode occurs, V. In this mode, an imbalance between the ionization rate and the rate of ion drift to the cathode occurs. Further; the lightest attempts to increase the current density lead to a current interruption in the discharge some time after Ode to the grid of a positive momentum. After current is drawn, the concentration of neutral atoms in the interelectrode gap increases, however, the grid, which is under negative potential, prevents the resumption of the discharge. Before applying the next positive voltage pulse to it. In a mode in which an unstable discharge state exists, the modulation is performed as follows. The locked state of the discharge gap is maintained by a negative potential on the grid (constituting several of the PEROCITOPE of the POSTHY POINTON CHR). Podzhi (-RPZR d, as in narsecTttbtx cito, ocytr (ocTjvistK) T iolaco short (since DKP 1.0 + 10 sec.) Positive imiulsp n weave. Kpk ukpeyvalos vshyu, with supercritical marrow; rn rp при rk, with supercritical test). discharge arith) during the finite time G. During this time, the concentration of ions near the anode significantly decreases, as a result of which a potential is minimized and the discharge goes to an unstable state. causes shorting of the adjacent layers of the grid, and the discharge current is interrupted. In this way, the discharge is quenched independently without applying an extinguishing negative voltage pulse to the grid. The current pulse duration G substantially depends on the magnitude of the discharge current and the smaller, greater than j rat. If, under the conditions considered, a substance (gas) with a high adsorption capacity with respect to the anode material and the grid is used as a plasma-forming component, the current pulse in the conducting state can be increase significantly (by more than an order of magnitude). This is due to the fact that with a high degree of ionization of atoms, being found in the interelectrode gap, the equilibrium between the rates of ionization and leaving the cathodes to the cathode is still maintained for some time by the atoms desorbing from the anode and the grid, some change in the duration of the conducting state C of the instability of the discharge parameters. In cases where a current is required to modulate with stringent requirements on the magnitude and constancy of the current pulse, it is easy to enforce the quenching of the fault by applying a small negative voltage pulse to the grid at any time to an independent discharge pattern. current. FIG. Figure 1 shows the voltampera characteristic of the triode on a mixture of cesium and barium vapors for PCS; 8.10, Tg 800 ° K, TC - 1728 K; in fig. 2 dependence of the critical current density on the cesium vapor pressure. Curve 1 is a calculation for the case when the fluxes of neutral atoms from the cathode to the agtod and back are balanced; curve 2 - jwicnor for the no-stationary mode, in which um:; e neutral atoms fall only on the cathode; curve 3 - experiment; Fig. 3 shows supercritical discharge modulation for Pc5 - b.b. T a, T 168 O K Ej., 50 in; (a, b — when positive voltage pulses are applied to the grid; c, d — when bipolar control of pulses is applied to the grid); in fig. Figure 4 shows the dependences of the supercritical-discharge pulse duration for PCS 6.6.10 — a torus, TBO, 850 ° K, a — cathode temperature, and b — discharge current density. The proposed modulation method was implemented in a three-electrode device of parallel-parallel geometry with an indirectly heated cathode. The interelectrode gap is 4 mm. A grid of nanosecond molybdenum wire with a diameter of 30 microns and a cell size ISO x ISO microns, located in the center of the electrode gap, was used as a control electrode. The transparency of the grid, taking into account the cooling radiators, is 0, S. A mixture of cesium and ginger vapor is used as a triode. The pressure of the mixture components is controlled by the temperatures of the liquid phases and is chosen such that the electron mean free path exceeds the interelectrode gap (.lO torus, (H. „4.10 tf e). At the indicated barium vapor pressure, cathodes of ordinary refractory metals provide the electron density emissions are of the order of several tens of amperes per square centimeter, which exceeds the critical current densities for 1 S. 10 torr. As a result, experimentally performed critical values of the discharge current density and the self The current-voltage characteristic of the triode for one of these modes is shown in Fig. 1. In the area a – c, the characteristics of the 1A is stable and can be registered by static methods. At point b, when the current reaches a critical value, self-extinguishing occurs therefore, the dotted portion of the V-s was recorded in a pulsed mode (the type of pulses of the neutrastic current, depending on the temperature of the cathode, is shown on the SP. four). Experimental studies have shown that the magnitude of the critical current in a triode on a mixture of cesium and barium vapors is entirely determined by the vapor pressure of the chain and does not depend on the vapor pressure of barium in the pressure range under study. , E s with: it is 6 toM, that the flame-forming component is a pair of pedi atoms, while a pair of bariums provide the necessary electron emission of the cathode. Blowdown is then unstable in the regime of unstable burning (section), which is selected either by changing the cathode or changing the values of the load of the load, or by the voltage of the strains. , ... ..-. . -,,. Modulation Examples: Shown in FIG. 3 aV 1b, FIG. 3 and the shape of the polysytile impulses, for example, of the hsen, is given, yyyyyosh kGna c6Tky LH rerayd. The amplitude of the control pulses in iecex modes was chosen by the ia range + 8 4 3 1О .. В ..--. .;,; :, .. / .. In IR 3b, a form of pulses of supercritical discharge current is presented. After a triode of a triode, a suppressive control impulse of the discharge is lit in a limited and time-limited manner. YoJoin j oToporo independent locking of the triode: and without a single impulse on the grid. The picture of the MODULE 1ZII is well defined in the range of frequencies under study 1-10 KHz. The use of cesium atoms as a goyus-forming additive that is well adsorbed on the electrodes has led to the fact that the absolute value of the time of survival in the current term (current pulse duration) tTj- significantly (up to two orders of magnitude) exceeds the time of atoms (ions). between the electrodes. From FIG. 3 b, it is clear that the order of i, 5, at that time is equivalent to that of the mercury vapor in inert gases,. as a rule, does not exceed 10 - 10 sec. Such a large tr p is due to the participation in ionization of not only cesium atoms that are initially in the microsphere, but also the atoms desorbing from the anode and the grid. -, v By changing the temperature of the cathode, the magnitude of the supercritical discharge current was leaked, which allowed for a wide pre. change the duration of the current state of the triode (see Fig. 4). The dependence of T, - on pt, jp (see Fig. 4) is due to the fact that at a higher density, the pumping of atoms from the discharge channel is more intense, and to compensate for the electron charge, a higher neutralization of ions is necessary. This circumstance allows the modulation frequency to be changed by changing the discharge current. To stabilize the duration of the current pulses and to regulate it in the range of / C C :, short (10 µs) negative pulses were applied to the grid (see Fig. 3). The measurements were carried out both at the subcritical and yjpoBHe level of the supercritical values of the discharge current density. It turned out that in regimes with supercritical density of current Dc6tHJ of current it is enough to apply a negative voltage pulse of 2-3 V to the grid, while in subcritical solid HOCTii: negative current for quenching the discharge the amplitude of the negative pore pulse is necessary ten ten volts. An example of a modulus of a supercritical discharge current using bipolar grid pulses is shown in FIG. 3 g. It can be seen that the unlocking and locking of the triode proceeds with a steep front and a strong pulse, which illustrates the high efficiency of the proposed method of modulating the discharge wave. A similar picture of the modulation of the discharge current in a triode on a mixture of cesium and barium vapors was observed experimentally in the Daniyan range of cesium vapors from 5. to 4.10 torr. In this case, the universal dependence of the critical current density goes to the independent extinction of the discharge; cesium vapor pressures shown in FIG. 2 .. In the same figure, the calculated, naukhennye of the ratio of two ratio of Crete cases are shown. In the first case, curve 1 - flows of neutral atoms from the cathode to the anode and back are uranium suspended; in the second curve 2, the non-stationary mode, in which all neutral atoms fall on the cathode. It can be seen that the experimental data are in fairly good agreement with the calculated values. The proposed modulation method over the critical discharge-current allowed the PCS P range to be controlled by a 60 V anodic voltage with a good reproducibility. power in the range from 0.6 to 4 kW / s Claim 1. The method of modulating the current in the gas discharge, by applying voltage to the control electrode, is also different in order to increase the modulated density the current and power, the pressure of the gas components and the temperature of the cathode are chosen from the conditions,, CRIT 141Mig and the operating point is chosen, the outcome is where Ag is the mean free path; d is the interelectrode gap; - average ion velocity in a plasma; ni- (Wg) is the mass of an ion (electron); p is the pressure of the plasma-forming component; T is the temperature of the atoms of the plasma-forming component; K is the Boltzmann constant; e is the electron charge; and - cathode electron emission current; anode current; . —critical current, the volume charge of which can be compensated for with the full isuization of the atoms of the plasma-forming component of the gds. 2. The method according to claim 1, distinguished by the fact that, in order to control the magnitude of the current pulse tr, the density of the supercritical discharge current {, dq j cpt "t) is changed by the TeMnepatti cathode. 3, the method according to claim 1, that is, so that, in order to synchronize the rear current pulse and control the Pulse Duration, negative pulse polarity pulses are fed in the direction of the current pulse. For the duration of the delay and the amplitude of the order of the direct fall, iapr $ 1 live in the master condition. Information exhausts taken into account 1st examination 1.Zak vek number 214585O, cl. H O1T17 / 74, 20.O6.76, according to which a decision was made on the higher copyright certificate. 2.J-OCmstead u.aTtie Taciii-on а Noise T1iiVoitro i,Proc., 42, p. 1350, 1954 (прототип).2.J-OCmstead u.aTtie Taciii-on and Noise T1iiVoitro i, Proc., 42, p. 1350, 1954 (prototype). UcSUcS ISIS aa toto 5five -5-five Uc6Uc6 100 700 wo 00 SOU100 700 wo 00 SOU // т Ш 300 ftoo SBot W 300 ftoo SBo J / /. лJ / /. l f/wf / w y a/y a / CfCf 0 /Г0 / G too 00 300 00 500too 00 300 00 500 1риг.З1rig.Z
SU762391832A 1976-08-09 1976-08-09 Method of modulation of current in gas discharge SU693472A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762391832A SU693472A1 (en) 1976-08-09 1976-08-09 Method of modulation of current in gas discharge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762391832A SU693472A1 (en) 1976-08-09 1976-08-09 Method of modulation of current in gas discharge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU693472A1 true SU693472A1 (en) 1979-10-25

Family

ID=20672499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762391832A SU693472A1 (en) 1976-08-09 1976-08-09 Method of modulation of current in gas discharge

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU693472A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498441C1 (en) * 2012-05-03 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" Method of electric parameters stabilisation in gas-discharge devices with negative resistance
RU2727927C1 (en) * 2019-11-18 2020-07-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Method of gridless modulation of current in unstable mode of discharge combustion

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498441C1 (en) * 2012-05-03 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" Method of electric parameters stabilisation in gas-discharge devices with negative resistance
RU2727927C1 (en) * 2019-11-18 2020-07-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Method of gridless modulation of current in unstable mode of discharge combustion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Qian et al. Analysis of polarity effects in the electrical breakdown of liquids
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
US10923306B2 (en) Ion source with biased extraction plate
JP5154647B2 (en) Cathode assembly for pulsed plasma generation
CA2011644C (en) Vacuum switch apparatus
SU693472A1 (en) Method of modulation of current in gas discharge
US4939425A (en) Four-electrode ion source
US4024465A (en) Generation of corona for laser excitation
US3696264A (en) Magnetically modulated vacuum arc diode
Kovarik et al. Initiation of hot cathode arc discharges by electron confinement in Penning and magnetron configurations
US5569976A (en) Ion emmiter based on cold cathode discharge
Harry et al. Multiple electrode system for high power CO2 laser excitation
Gushenets et al. Nanosecond high current and high repetition rate electron source
RU2727927C1 (en) Method of gridless modulation of current in unstable mode of discharge combustion
RU2654493C1 (en) Vacuum arrester
RU2211952C2 (en) Pulse electric jet engine
Gouda et al. Role of excited species in dielectric barrier discharge mechanisms observed in helium at atmospheric pressure
Hartmann et al. Cathode-related processes in high-current density, low pressure glow discharges
US2933630A (en) High voltage ion source
Abdelaziz et al. A Study of a Duoplasmatron Ion Source with an Expansion Cup
Chepusov et al. Investigation of Annular Explosive-Emission Cathodes of the Conductor–Insulator Structure
Gushenets et al. Emission properties of a plasma cathode based on a glow discharge for generating nanosecond electron beams
Burachevskii et al. Limiting operating pressure in a plasma source of electrons with hollow-cathode discharge
SU1121716A1 (en) Thyratron