Тиратрон

§ 146. ТИРАТРОН

В различных уставах автоматики большое распространение получил управляемый ионный пробор – тиратрон.

Тиратрон представляет собой триод, наполненный смесью инертных газов. В стеклянном баллоне тиратрона помещаются анод, катод и управляющий электрод – сетка. Катод нагревается

электрическим током. На анод подается положительное напряже­ние, на сетку — отрицательное напряжение, удерживающее (за­пирающее) электроны в промежутке катод-сетка.

Сетка тиратрона в отличие от сетки триода не позволяет изме­нять силу анодного тока. Вследствие наличия газа в колбе тира­трона его с помощью сетки можно лишь отпереть — зажечь, но нельзя погасить. После  зажигания  тиратрона  сетка  теряет  свое управляющее свойство.

Допустим, что на сетку тиратрона (рис. 202, в) через потенцио­метр Пс подан большой отрицательный потенциал, а анод имеет по отношению к катоду положительный потенциал. Электрическое поле сетки будет препятствовать  движению  электронов   к  аноду.

Постепенное уменьшение запирающего отрицательного напря­жения на сетке (путем перемещения движка потенциометра вправо) приведет к появлению небольшого тока в цепи анода тиратрона. При дальнейшем уменьшении этого напряжения боль­шое количество электронов с высокой скоростью будут двигаться к аноду. На своем пути они станут ионизировать атомы газа. Движение ионов газа, в свою очередь, ускоряется электрическим полем анода и катода, при столкновениях с нейтральными атомами они образуют новые ионы в еще большем количестве. Такая ла­винообразная ионизация сопровождается скачкообразным нара­станием силы анодного тока и зажиганием тиратрона.

Для ограничения силы тока в цепь анода включают ограничи­тельное сопротивление.

С момента зажигания тиратрона и возникновения электриче­ского разряда в нем сетка теряет свое управляющее свойство. Это связано с тем, что отрицательный заряд сетки оказывается окру­женным оболочкой из положительных ионов, которые нейтрали­зуют его действие.

Прекращение разряда в тиратроне можно осуществить снятием анодного напряжения. За время, которое длится до 1 мсек, в лам­пе происходит процесс рекомбинации, после чего сетка вновь при­обретает управляющее действие.

В цепи сетки тиратрона образуется сеточный ток /с, который является нежелательным. Этот ток создается электронами и поло­жительно заряженными ионами. При положительном напряжении на сетке она притягивает к себе электроны и в ее цепи появляется электронный ток.

При отрицательном напряжении на сетке к ней притягивается некоторое количество положительных ионов и в цепи сетки возни­кает ионный сеточный ток. Так как ионы имеют большую, чем элек­троны, массу, то они менее подвижны и поэтому ионный ток в цепи сетки меньше электронного сеточного тока.

Для ограничения бесполезного сеточного тока в ее цепь включают ограничительное сопротивление.

В практике применяют разнообразные марки тиратронов. Они отличаются: напряжением накала, напряжением возникновения электрического разряда, наибольшим отрицательным запирающим напряжением сетки, током накала, средним током анода, временем разогрева катода, сопротивлением в цепи сетки и размерами.

Так, тиратрон ТГ 1-2,5/4 с оксидным катодом прямого накала имеет следующие основные данные: среднее значение тока анода 2,5 а, напряжение накала 5 в, напряжение возникновения электри­ческого разряда 140 в, наибольшее отрицательное напряжение сетки 100 в, ток накала 142 а, время разогрева 1 мин, сопротивление в цепи сетки 0,001—0,1 Мом.