05В011000 «Физика» мамандығы бойынша оқитын 3 курс студенттеріне арналған

Газотрон - бұл газ разрядты екі электродты лампы. Прибор аноды және қыздырылатың катоды бар шыны баллоннан тұрады. Бұл сынап буымен немесе инертті газбен толтырылады. Газотрондарда оксидті қабыршақпен қапталған тура және жанама қыздыру катодтары қолданылады. Анод никельден, юлаттан, графиттен жасалады.

53-суретте төмен вольтті екі электродты аргонмен толтырылған ВГ-176 газотроны диодты лампы деп атайды.

Газотронның вентильдік қасиеті бар. Онда ток анодтан катодқа қарай ғана өтеді (аздаған кері токты практикада есептемесе де болады).

Мұнда да, қалыпты диод сияқты, қызған катод электрон шығарады, ал олардың он зарядталған анодқа қарай ұшатыны белгілі. Анодтық кернеуді жағу кернеуі деп аталатын кернеуге шейін арттырғаңда газдың иондануы басталады да, доғалық разряд пайда болады, иондану кезінде пайда болған злектрондар да анодқа қарай ұшады.

54-суретте айнымалы ток тізбегіне қосылған газотронның тогы мен кернеу шамасын көрсететін график берілген. Оң жарты период кезінде анодтық кернеу жағукернеуі мәніне дейін өседі, ал одан кейін кенет төмендеп, ток көзінің кеміп бара жатқан кернеуі өшу кернеуіне жеткенше, өзгеріссіз қалады.

Анодтық ток жағу кезінде кенет пайда болады да (аздаған электрондық ток ескерілмейді), доғалық разряд өшкен кезде тоқтайды.

Теріс жарты периодта анодтық тізбекке ток өтпеуі керек. Алайда, анодтық кернеудің таңбасы өзген жағдайда лампы баллонында әлі де болса электрондар мен иондар саны өте көп те, олар бірден рекомбинацияланып үлгірмейді. Электрон бұл кезде анодтан тебіледі де, оң зарядталған катодқа қарай, ал он, иондар теріс зарядталған анодқа қарай қозғалады, алғашқы кезде аздаған кері ток жүреді де, кейін нольге дейін тез кемиді.

Газотронда кернеудің кемуі одан өтетін токтың шамасына байланысты емес және иондану басталар кездегі кернеуге тең болады.

Газотрондардың типтеріне қарай бұл кернеу 12- 18 в болады. Прибордың ішкі кедергісі аз, сондықтан ол күшті токты түзете алады. Газотрондардың пайдалы әсер коэффициенттері өте жоғары, ол 90%-тен астам болады.

Сынапты газотрондарды эксплуатациялау кезінде мынадай ережелерді сақтау керек:

а) Жұмыс температурасы төмендеп кетпеуі керек, өйткені ол кезде сынап буының тығыздығы азаяды; осы себептен лампының ішкі кедергісі өседі, өрістің кернеулігі артады, иондар зор жылдамдық алады да, катодты атқылап, оны бұзады.

ә) Катодтың аса қызып кетуіне жол бермеу керек. Ол аса қызып кетсе, активті қабат буланады да, эмиссия кемуіне әкеп соғады.

б) Катодты жеткілікті қыздырмау да қауіпті. Ол жеткілікті қыздырылмаса, эмиссия тогы, плазмадағы зарядтарды тасушылардың концентрациясы азаяды, прибордың ішкі кедергісі артады, мұның өзі анодтық кернеудің артуына әкеп соғады, газдың оң иондары қосымша үдеу алып, катодты интенсивті атқылап оны бұзады.

в) Газотронды түзеткішпен жұмыс істегенде мыналарды ескерген жөн: ең алдымен қыздыру кернеуін қосады да, катод қызғаннан кейін ғана анодтық кернеу береді. Бұл ережені сақтамағанда, катод жеткілікті қызбауы мүмкін.

Егер анодқа тез өсетін анодтық теріс кернеу беретін болсақ, онда анодқа қарай қозғалған оң зарядталған иондар жеткілікті мелшерде кинетикалық энергия алып, анодты атқылайды да, одан электрондарды жұлып шығара бастайды. Бұл электрондар анод пен катод арасындағы газды иондайды. Анодтың теріс потенциал кезіндегі доғалық разрядының пайда болуын кері жағу деп атайды. Мұндайда лампы айнымалы токты түзетпейді және оның істен шығуы мүмкін.

Газотрондардың әрбір типтерінің паспорттарында оларға рұқсат етілетін кері кернеудің шамасы көрсетіледі. Газотрондардың маркирленуіне мысалдар келтірейік: ГГ1-0,5/5 - газбен толтырылған газотрон, түзетілген ток 0,5 а-ге дейін, рұқсат етілетін кері кернеуі 5 киловольт ГР1-0,25/1,5 - «Р» әрпі сынаппен толтырылғанын білдіреді, басқа цифрлары мен әріптері мысалдағы мәндерді білдіреді.

Қазіргі кезде газотрондарды көбіне бір анодты етіп жасайды және оларға сынап буының орнына инертті газдардың қоспасын, мысалы, ксенон мен криптон қолданылады, ал мұндай газотрондар көбіне жоғары вольтты түзеткіштерде пайдаланылады.

Газотрондардың кенотрондарға қарағанда мынадай артықшылықтары бар: ішкі кедергісі аз болғандықтан, шығыны да аз болады, лампыдағы кернеудін кемуі аз, тіпті оның анодтың ток шамасына тәуелсіз дерліктей болатындығы, габариті кіші болса да, түзе-тілген тогының шамасы көп болады.

Алайда, ғазотронның мынадай кемшіліктері де бар: катодтың аса қызуға және әсіресе жете қызбауға өте сезімталдығы, анодтық кернеуді қосар алдында бірнеше минут бойы катодты қыздыру тогымен алдын ала қыздырып алу қажет болатындығы.

3. Неондық лампы

Неондық лампы суық катодты газ разрядтық прибор (солғын разряд лампысы) болып табылады. Неонмен толтырылған шыны баллонда (55-сурет) екі электрод (қуыс цилиндрлер, дискілер, цилиндр және стержень түрінде) болады. Ол электродтар молибденнен, цирконийден, сондай-ақ цезий немесе барий қапталған активтендіруші қабаты бар никельден жасалады. Жағу кернеуі лампылардың типтеріне қарай 30 в-тан 180 в-ка дейін же теді.

Неондық лампылар кернеу индикаторлары ретінде және генераторлар схемаларында пайдаланылады.

Ток тұрақты болғанда газдың қызыл сәулесі теріс электрод, ал айнымалы ток кезінде газ екі электрод жанында да жарқырайды. Сонымен бірге неондық лампылар автоматика схемаларында және аз қуатты ток көзінің кернеуін стабильдеу тұрақтандыру үшін қолданылады.

Неондық лампылар атқаратын қызметіне қарай маркирленеді: СН-сигналдық неондық лампы, МН - миниатюр, ФН - фазалық, УВН - көрсеткіш. Мысалдар: СН-2, МН-4, УВ

4. Шала өткізгішті диодтар

Қазіргі кезде кремний, германий диодтары, селен вентильдері кеңінен қолданылады. Жалпы шала өткізгішті диодтар нүктелік және жазық болып келеді.

Жазық диодтар электрондық-кемтік ауысуда үлкен ауданды камтиды, сондықтан олар күшті токты түзете алады. Сумен суытылатын диодтар да болады, олар бірнеше жүз ампер токты түзете алады.

56-суретте жазық диодтың құрылысы көрсетілген. Онда металл корпус ішінде электронды өткізгіштікті германий кристалы бар. Оған индий балқытылып құйылған, ол германийге кірігіп, шала өткізгіштің кемтіктік типінің аймағын жасайды.