ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Ионными, или газоразрядными приборами называются приборы, в которых протекание тока происходит за счет электрического разряда в газах, находящихся внутри прибора.

В газе, которым заполнен прибор, всегда имеется некоторое количество остаточных ионов, образовавшихся в результате воздействия постоянно присутствующих ионизирующих факторов (например, космическое излучение, фотоэлектронная эмиссия и т. п.). Эти остаточные ионы способствуют возникновению тока через газовый промежуток в приборе.

Простейший ионный прибор представляет собой лампу с двумя неэмиттирующими электродами. Пространство между ними заполнено разреженным газом.

Если электроды этого прибора не подключены к источнику напряжения, то ионы, имеющиеся внутри прибора, находятся в состоянии беспорядочного хаотического движения. Подключение прибора к источнику напряжения приводит к возникновению электрического поля между его электродами. Под действием этого поля положительно заряженные ионы начинают двигаться к катоду, а отрицательно заряженные электроны – к аноду. В результате этого в анодной цепи начинает протекать ток. Такой процесс называется самостоятельным газовым разрядом.

В газах может протекать и несамостоятельный разряд. Несамостоятельным газовым разрядом называется процесс, при котором ионы и электроны создаются самим разрядом. Для осуществления несамостоятельного разряда необходимо, чтобы электроны, излучаемые катодом, при столкновении с нейтральными частицами газа вызывали ионизацию этих частиц. При этом электроны, возникающие в процессе ионизации газа, попадают на анод и создают ток в анодной цепи, а положительно заряженные ионы притягиваются катодом и компенсируют его отрицательный пространственный заряд.

В ионных приборах различают следующие виды несамостоятельных газовых разрядов:

а) тлеющий разряд, который возникает при небольших плотно­стях тока, появляющегося в результате испускания электронов холодным (ненакалаваемым) катодом. Испускание электронов происходит за счет вторичной эмиссии под влиянием бомбардировки катода положительно заряженными ионами;

б) дуговой разряд, который возникает при больших плотностях тока и создается интенсивным испусканием электронов накаленным катодом;

в) искровой разряд, который возникает при электрическом пробое газового промежутка;

г) высокочастотный разряд, который возникает при воздействии на прибор высокочастотного электромагнитного поля. В этом случае замыкание цепи происходит за счет емкостных токов смещения в изолирующих стенках баллона прибора.

Газоразрядные приборы имеют очень малое падение напряжения на разрядном промежутке при большой величине тока. Однако, по сравнению с электронными приборами, они обладают большой инерционностью, т. к. подвижность ионов во много раз меньше, чем подвижность электронов. По этой причине частоты, на которых могут использоваться ионные приборы, ограничиваются пределом в несколько килогерц.