Газорозрядні прилади

Газорозрядними (іонними) називаються електровакуумні прилади, в яких використовується електричний розряд в газі або парах. Переважно газ в таких приладах знаходиться під низьким тиском (10^-3-10^-4) мм.рт.ст. Електричний струм в газі – це сукупність явищ, які супроводжують проходження електричного струму через нього.

При збудженні атома при ударі електрона один з електронів атома переходить на біль віддалену від ядра орбіту, тобто переходить на більш високий енергетичний рівень. Таке збудження атома триває (10^-7- 10^-9) с, після чого електрон повертається на нормальну орбіту і при цьому віддає у вигляді випромінювання енергію, яку атом отримав внаслідок удару електрона. Для того, щоб виникло збудження атома необхідно, щоб електрон, який здійснив удар, мав певну енергію збудження.

Іонізація атомів (або молекул) газу відбувається при енергії електрона, який здійснив удар, більшій за енергію збудження. В результаті іонізації з атома вибивається електрон. Отже, в просторі будуть два вільні електрони, а сам атом перетвориться в додатний іон. Якщо ці два вільні електрони при русі в електричному полі набудуть достатньої енергії, кожен з них може іонізувати новий атом. Таким чином відбувається лавиноподібне збільшення кількості електронів та іонів.

Поряд з іонізацією в газі відбувається також і зворотний процес нейтралізація протилежних за знаком зарядів. Додатні іони та електрони здійснюють в газі безладний рух і наближуючись один до одного можуть з’єднатися, утворюючи нейтральний атом. Відновлення нейтральних атомів називають рекомбінацією. Утворений в результаті рекомбінації нейтральний атом може знову іонізуватися, а його складові частини – додатний іон та електрон можуть знову рекомбінувати і.т.д.

Оскільки на іонізацію затрачується певна енергія, то додатний іон та електрон, який утворився після іонізації мають в сумі більшу енергію ніж нейтральний атом. Тому рекомбінація супроводжується виділенням променевої енергії.

Для рекомбінації необхідний деякий проміжок часу і тому деіонізація здійснюється за час, який складає (10^-5-10^-3) с. Таким чином, у порівнянні з електронними газорозрядні прилади більш інерційні і, як правило не можуть працювати на високих частотах.