сетки электроны почти не проходят, разряд в зтом пространстве раз-витыя не может.

При уменьшении абсолютного значения потенщ1ала тормозящее поле сетки ослабевает и все большее число злектронов начинает проникать в пространство сетка-анод. Ускоряясь, зти электроны приобретают энергию, достаточную для ионизащ1и атомов или молекул газа. В результате появившиеся вторичные электроны вместе с первичными уходят на анод, а ионы, двигаясь по направлению к катоду и попадая в сеточные отверстия, экранируют поле сетки, вызьшая тем самым приток новых электронов и лавинообразное нарастание тока. В конечном счете формируется плазма, возникающая сначала в области анода, а затем постепенно заполняющая все пространство анод-катод, за исключением катодной области. Поскольку плазма обладает высокой проводимостью, тиратрон отпирается. Электрическое поле сетки при развившейся плазме полностью экранировано ионной оболочкой, так что сеточный потенциал никак не влияет на протекание тока в тиратроне. Для свободного прохождения тока толщина ионной оболочки вокруг отверстия сетки должна быть незначительна, так чтобы центральные участки отверстий сеток бьши свободны от действия поля сетки.

При выключении тиратрона путем снятия напряжения с анода постепенно происходит распад плазмы -заряженные частицы плазмы соединяются друг с другом (рекомбинируют) на стенках или в объеме. По мере уменьшения концентрации зарядов толщина сеточных оболочек падает до тех пор, пока не наступает момент их смыкания. Этот момент соответствует началу восстановления управляющего действия сетки. При дальнейшем спаде концентрации заряженных частиц действие электрического поля сетки нарастает до тех пор, пока ее управляющие свойства не восстановятся полностью.

Из проведенного описания можно сделать вьшод, что по сравнению с газотроном тиратроны с накаленньпч катодом должны иметь две важные характеристики. Первая из них - анодно-сеточная пусковая характеристика, изображенная на рис. 28.6, связьтает мем<ду собой анодные и сеточные Uc напряжения, соответствующие возникновению разряда. Очевидно, что область выше зтой характеристики является областью зажигания.

При нагрузке анодным током происходит смещение характеристики вниз - "разбежка". Она связана с появлением падения напряжения на сеточном резисторе Rc из-за протекания тока термозпектронной эмиссии сетки. При зтом фактический потенциал сетки оказьшается выше, чем напряжение подключенного к ней источника.

Вторая характеристика - восстановления во времени сеточного запирания, т.е. изменения во времени электрической прочности анодного промежутка, показана на рис. 28.7.

Она представляет собой зависимость допустимого напряжения, которое можно приложить к аноду тиратрона без возбуждения основного разряда (отпирания), от времени, прошедшего после прекращения тока основного разяряда, = /(f). Горизонтальный участок кривой рис. 28.7 длительностью соответствует интервалу времени до смыкания ионных оболочек вокруг сетки. Для того чтобы в этот период в тиратроне не существовал основной разряд, к его аноду нужно прткла-дьшать напряжение, меньшее напряжения поддержания дугового разряда.

Для лучшего понимания роли кривой восстановлершя сеточного запирания на том же графике показаны кривые нарастания реального анодного напряжения на тиратроне (t). В режиме, соответствующем кривой 1, пересекающейся с кривой восстановления сеточного запирания, тиратрон даже при отрицательном напряжении на сетке повторно зажигается в момент времени ву, т.е. теряет управляемость по сетке. В режиме, соответствующем кривой 2, характеризуемой меньшей скоростью нарастания анодного напряжения, этого не происходит и режим можно рассматривать как нормальный.

Появление тиристоров, вьшолняющих те же функции, что и тиратроны, но являющихся твердотельными приборами со всеми присущими им достоинствами, привело к резкому ограничению применения тиратронов. В связи с этим оказалось целесооазным использовать тиратроны только для вьшрямления высоких рабочих напряжений (десятки-сотни киловольт). Однако применение здесь газонаполненных тиратронов невозможно из-за интенсивно происходящего в процессе эксплуатации поглощения инертного газа, которое приводит к быстрому выходу приборов из строя. В период проводимости наибольшее количество газа поглощается отрицательно заряженной сеткой, в которой после нейтрализации "замуровьшаются" положительные ионы. В обратный полупериод ионы аналогичным образом улавливаются анодом.

Для получения высокой долговечности можно было бы в качестве газового наполнения тиратрона применить водород, запас которого восполняется с помощью генератора водорода. Однако из-за высокого напряжения поддержания дугового разряда в водороде это приводит к большим потерям мощности в проводящую часть периода, что недопустимо как с точки зрения 1СПД преобразования энергии, так и превьппения температуры тиратрона.

В настоящее время в качестве высоковольтных вентилей применяются только ртутнью тиратроны. Поскольку пары ртути в объеме прибора находятся в равновесии с жидкой ртутью, поглощение газа не приводит к спаду давления. Однако давление определяется температурой наиболее холодной части колбы, где конденсируется ртуть, и, таким обра-гом, сильно зависит от температуры окружающей среды. Обычные ртутные тиратроны способны работать в диапазоне температур 15-40 °С, что существенно ограничивает область их применений.

Рис. 28.8. Импульсный модулятор на водородном тиратроне: а - схема включения; б - диаграмма напряжений на аноде

В то же время тиратроны выгодно отличаются от тиристоров такими достоинствами, как большие допустимые и1УЯ1ульсные токи и напряжения и более высокое быстродействие. Поэтому в настоящее время в качестве импульсных коммутаторов широко используются водородные тиратроны.

Рассмотрим типовую схему импульсного модулятора радиолокационной станции (рис. 28.8), которая преобразует постоянное напряжение в моидные импульсы повторяющегося напряжения. Работа схемы иллюстрируется диаграммами напряжения на рис. 28.8, б. В течение периода времени Гзар знергия от источника Е накапливается в длинной лишш, состоящей из трех звеньев LC. Для ограничения тока заряда использован реактор зар, ОТя исключения обратного разряда линии на источник применен диод VD1. После полного заряда линии положительным импульсом, подаваемым на сетку, включается импульсный тиратрон V2 и накопленная линией знергия выделяется на нагрузке в виде мощного прямоугольного импульса. Роль нагрузки часто вьшолняет магнетрон, генерирующий высокочастотные колебания в виде коротких импульсов. Процессы зарядки и разрядки повторяются с периодичностью Гд.

Из рассмотрения схемы вытекают следующие требования к Hivmyribc-ному тиратрону:

способность вьщерживать без пробоя прямое напряжение на аноде;

способность формировать короткие импульсы с крутым фронтом;

быстрое восстановление электрической прочности в прямом-направлении после прохождения илшульса тока, что необходимо для начапа нового зарядного цикла;

способность вьщерживать отрицательное напряжение, которое может возникать при несогласованности волнового сопротивления линии и сопротивления нагрузки.

Последнее требование, строго говоря, не является обязательным, если для ограничения обратного выброса напряжения используется