Катодный узел газоразрядных устройств

Соефз Советскик Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ С ПЛЬСТВУ.79 Р 1) 2839478/18-25вявки М -Н 01 Э 17/06 осуаарственный комитет СССР по делан изобретений и отарцтийанияописания 23098 инградский ордена Ленина электротехническийнститут им. В.И.Ульянова (Ленина)(5 ТОДНЫЙ УЗЕЛ ГАЗОРАЗРЯДНЫ УСТРОЙСТВ ть по сравнению с и с использованиоэлектронной эмис н 2 ественных азанного као более вы- ЗО поло тодн Изобретение относится к области электронной техники, а более конкрет о к устройству различных газоразрядных приборов и устройств, и может найти применение в мощных газораэряд ных коммутаторах, плазменных источниках заряженных частиц, газоразрядных источниках света и т.п.В газоразрядных приборах и устройствах широкое применение находят как накаленные, так и ненакаливаемые катоды, Однако.в последнее время наметилась тенденция во многих случаях, там где это возможно, применять ненакаливаемые катоды. Особенно это характерно для разборных газоразрядных устройств технологического назначения.Среди ненакаливаемых катодов известно устройство, содержащее плазменный безэмиссионный катод. В нем разрядный ток во внешней цепи замыкается не за счет эмиссии электронов с поверхности катода, а за счет разделения зарядов, образующихся в плазме вблизи поверхности катода и отбора на нее ионов.Одним из наиболее сущжительных качеств укого узла является ег сокая эффективносхолодными катодамеМ вторичной ионнсии 1 .Недостатком данного катодного уза является значительная по величие сила тока вспомогательного разряда. Она соизмерима с силой тока основной электрической цепи.Наиболее близкой к предлагаемому устройству по технической сущности является конструкция мощного безэмиссионного катода, которая содержит систему возбуждения .вспомогательного разряда для образования плазменного катода и набор усилительных электродов кольцевой формы, каждый из которых подключен к источнику потенциала, более отрицательного, чем потенциал плазменного катода 21Однако характеристики данного катода не удовлетворяют разработчиков гаэоразрядных приборов.Во многих случаях желательно увеличение эффективности катодного узла, которая может быть повышена за счет возрастания коэффициента усиления плазменного тока на единицу длины Кх), который равен отношению ионного тока на стенку к разрядному току в дан 866610мои сечении. Для указанной конструкции К(х ) обратно пропорционален радиусу колец, поэтому для улучшения характеристик катодного узла увеличения КСх ) необходимо уменьшать радиус колец. Однако это приводит к сильному разогреву колец и является одной из причин ограничивающей величину тока, получаемого с катод- ного узла.Цель изобретения - повышение энергетической эффективности катодного узла за счет увеличения коэффициента усиления плазменного тока.Указанная цель достигается тем, что в катодном узле, содержащем систему возбуждения вспомогательного разряда для образования плазменного катода, набор усилительных электродов кольцевой Формы, каждый из которых подключен к источнику потенциала более отрицательного,чем потенциал Щ плазменного катода, при этом на внутренних поверхностях усилительных электродов выполнены металлические ребра, сориентированные параллельно продольной оси устройства. 25На фиг,1 показана конструкция предлагаемого катодного узла; на фиг.2 схема подключения катодного узла к источнику питания.Катодный узел ( Фиг.1 ) состоит из первичного катода 1 и усилительных секций 2,внутренняя поверхность которых имеет оребрение 3.Газоразрядный прибор с предлагаемым катодным узлом подключается к источникам питания следующим образом (фиг.2);Источник разрядного напряжения 4 через балластный резистор 5 подключается между анодом 6 и первичным катодом, источник смещения потенциала 40 на усилительных секциях 7 подключается между анодом и усилительными секциями через резисторы смещения 8,После зажигания разряда между первичным катодом 1 и анодом 6 в полос ти, образуемой усилительными секциями 2, образуется плазма. При подаче на усилительные секции 2 от допол- нительного источника смещения 8 потенциала более отрицательного, чем потенциал плазмы в области усилительной секции, на них идет ионный ток, величина которого пропорциональна площади внутренней поверхности усили тельной секции. Скорость генерации ионов пропорциональна электронной температуре и току разряда, то есть произведению средней плотности тока по сечению на площадь поперечного сечения, Величина коэффициента усиления плазменного тока определяется отношением ионного тока на единицу длины усилительной секции к разрядному току в этом сечении,Наличие оребрения 3 приводит к тому, что при сохранении площади поперечного сечения усилительной секции увеличивается площадв внутренней поверхности, на которую производится отбор ионов из плазмы. За счет этого происходит увеличение электронной температуры и градиента потенциала в положительном столбе, что увеличивает скорость генерации ионов.Все это обусловливает повышение энергетической эффективности катод- ного узла за счет возрастания коэфФициента усиления плазменного тока при сохранении тока первичного катода и габаритных размеров катодного узла в целом.Формула изобретенияКатодный узел газоразрядных устройств, содержащий систему возбуждения вспомогательного разряДа дляобразования плазменного катода, набор усилительных электродов кольцевой формы, каждый из которых подключен к источнику потенциала, болееотрицательного, чем потенциал плазменного катода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения энергетической эффективности катодногоузла за счет увеличения коэффициента усиления плазменного тока, навнутренних поверхностях усилительныхэлектродов выполнены металлическиеребра, сориентированнЫе параллельнопродольной оси устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свиде 1 Ъльство СССРМ 320220, кл. Н 01 1 15/02, 1967.2, 5 сап 9 еЬу Р,Е. 5 прауда И.Т.Евьзопееьь Роыег СасЬоде, Вен5 с пьсгив.ч.48. 9 8, р.935-937,1976,/74ВНИИПИ Госпо делам113035, Мо Тираж дарственного к изобретений и ква, Ж, Рау