Основные соотношения.
Полное падение потенциала на включенном стабилитроне, раное сумме катодного падения и падения напряжения в плазме, определяется главным образом катодным падением и поэтому мало зависит от тока.
Ток устанавливающийся в цепи после возникновения разряда в стабилитроне определяется напряжением питания Eak и сопротивлением ограничительного резистора r, включаемого последовательно со стабилитроном:
Iст=(Eak-Uст)/r
В режиме нормального катодного падения напряжения плотность катодного тока является величиной постоянной. Поэтому при малых токах в разряде учувствует лишь небольшая часть поверхности катода, хорошо видимая по возникшему на ней свечению.
П
ри
увеличении тока стабилитрона (изменение
Еак
) возрастает светящаяся часть поверхности
эмитирующей электроны, а падение
напряжения на приборе остается практически
неизменным. Когда в следствии увеличении
тока вся поверхность катода покрывается
свечением. Ток достигает максимального
значения, определяемого площадью
поверхности катода. Дальнейшее увеличение
тока стабилитрона возможно лишь за счет
увеличения числа электронов, выбиваемых
с единицы поверхности катода. Для этого
должна возрасти скорость ионов,
бомбардирующих катод, а следовательно
и катодное падение потенциала. Поэтому
при Icт
≥Imax
напряжение анода с ростом тока быстро
увеличивается. Катод стабилитрона в
этом режиме, называемом аномальным
тлеющим разрядом, интенсивно распыляется,
что приводит к сокращению долговечности
прибора.
Стабилитроны коронного разрада.
Для стабилизации высоких напряжений при малых токах используют стабилитроны коронного разряда.
Коронный разряд – это самостоятельный разряд, который возникает при высоком давлении газа и резко неоднородным электрическим полем.
Стабилитрон коронного разряда имеет цилиндрическую коаксиальную конструкцию. Наружный цилиндрический электрод является катодом, а внутренний – анодом. Прибор наполняют водородом под давление в несколько тысяч паскалей.
В цилиндрической друхэлектродной системе напряженность электрического поля имеет большую величину у внутреннего электрода, поэтому при подаче высокого напряжения сильное электрическое поле возникает у анода, оно вызывает ионизацию и возбуждение атомов газа, которые образуют вокруг анода светящийся слой – корону.
Остальная область междуэлектродного пространства, где напряженность электрического поля недостаточна для ионизации газа, остается темной. Электропроводность этой области обуславливается лишь положительными ионами, которые движутся из короны к катоду, поэтому ток при коронном разряде невелик (порядка десятков – сотен микроампер).
Напряжение возникновения коронного разряда сильно зависит от давления газа и практически лежит в пределах 200 В – 30 кВ. При значительном увеличении тока коронный разряд переходит в тлеющий, при этом напряжение на приборе резко падает.
Общие сведения об электро-световых приборах.
По виду рабочей среды электросветовые приборы подразделяют на электровакуумные, газоразрядные, полупроводниковые и жидкокристаллические.
По форме представления сигнала различают следующие электро-световые индикаторы:
- сигнальные, отображающие сигнал свечением индикатора
- цветосигнальные, отображающие каждый сигнал из группы отдельным цветом индикатора
- знаковые, отображающие каждый сигнал из группы буквой, цифрой, либо другим определенным символом
- экранные, представляющие принятую за данный отрезок времени совокупность сигналов в виде черно-белого или цветного изображения
-шкальные, отображающие поступивший сигнал местоположением светового пятна или границы светящейся линии.
Высоковакуумные электронные индикаторы.
Катодно – люминисцентные индикаторы.
Катодно-люминисцентный индикатор состоит из накаливаемого катода, сетки и анода. Роль анода выполняют несколько (от 7 до 19) изолированных друг от друга металлических полосок, размещенных в одной плоскости и покрытых люминофором. На сетку подается положительное напряжение 20 В. При подаче такого же напряжения на те или иные сегменты, на них устремляются электроны, эмитируемые катодом; возникает люминисценция и эти сегменты покрывают зеленым свечением, образуя определенную светящуюся цифру. Катод при этом не виден, так как он нагревается до невысокой температуры, при которой свечение еще отсутствует. Сетка так же практически незаметна, поскольку она достаточно редкая и выполняется из тонкой проволоки. Яркость свечения 200 кд/м2.
Накаливаемые индикаторы.
Эти индикаторы представляют собой плату с размещенными на ней несколькими вольфрамовыми нитями. Плата находится в вакууме в герметичном стеклянном баллоне. При подаче на соответствующие нити напряжения от 2,5 до 5 В высвечивается необходимая цифра.
Высокая яркость свечения делает эти индикаторы незаменимыми при работе в условиях высокого уровня внешней освещенности.
Газорязрядные индикаторы.
Знаковые индикаторы.
В этих приборах катоды имеют форму цифр или букв и располагаются друг за другом, анод выполнен ввиде сетки. Баллон наполняют инертным газом. При подаче на тот или иной катод отрицательного напряжения в приборе возникает тлеющий разряд и катод покрывается свечением. К недостаткам этих индикаторов относятся небольшой угол наблюдения, высокое рабочее напряжение.
Сегментные газоразрядные индикаторы.
По способу формирования знака эти приборы подобны катодолюминисцентным индикаторам, но сегменты выполняют здесь роль катодов треющего разряда, а анодом служит тонкий слой золота, передней сетки стеклянного баллона прибора. Баллон наполняется инертным газом.
Точечно – растровые газоразрядные индикаторные панели.
В таких индикаторах в пазы стеклянных панелей укладываются проволочные катоды и аноды, панели разделены диэлектриком, имеющим отверстия в точках пересечения анодов и катодов. Устройство в сборе герметизируется и наполняется инертным газом под давлением 104 Па.
При подаче достаточного по величине напряжения между каким-либо катодом и анодом в соответствующей ячейке (там, где электроды «перекрещиваются») возникает тлеющий разряд.
При подаче напряжения на несколько катодов и анодов точечным растром воспроизводится знак соответствующий конфигурации. Подобные ???? могут иметь до 100х100 ячеек с шагом 1мм.