Тиратрон

Тиратрон – ионный прибор, имеющий холодный либо накаливаемый катод, с сеточным управлением моментом образования тлеющего разряда в среде заполняющего прибор газа либо несамостоятельного дугового разряда. После зажигания тиратрона его сетка не способна к управлению анодным током, вследствие чего погасить разряд в тиратроне можно только при помощи снижения анодного напряжения до величины, меньшей, чем среднее напряжение горения разряда в тиратроне. С развитием полупроводниковой электроники тиратроны, необходимые для использования в качестве реле, в преобразователях, выпрямителях тока, почти все вытеснены полупроводниковыми приборами. Несмотря на это, импульсные тиратроны (ИТ) широко используются – главным образом в цепях образования мощных импульсов электрического тока.

При подаче импульсного напряжения амплитудой 100—300 В на сетку ИТ в промежутке между катодом и сеткой образуется вспомогательный разряд. Когда концентрация заряженных частиц вблизи сетки и ток сетки (в области, куда «проникает» поле анода), нарастая, достигают максимальных значений, начинается быстрый (длящийся только несколько десятков наносекунд) процесс образования плазмы дугового разряда между катодом и анодом, при котором ток анода стремительно нарастает, напряжение падает и ИТ открывается.

Как правило, при работе ИТ зажигание в нем разряда осуществляется периодически, с частотой возникновения сеточных импульсов. Каждый раз при зажигании тиратрона происходит разряд образующей линии через нагрузку; в процессе разряда напряжение на ИТ уменьшается до значения, меньшего, чем потенциал горения дуги, и тиратрон закрывается. В итоге через нагрузку протекают периодические импульсы тока.

ИТ существующих типов дают возможность получать импульсы тока длительностью от 0,1 до 6 мкс и более и амплитудой от 1 до 5000 А при малых длительностях при частоте повторения до 30 кГц. КПД ИТ достигает 95—98%. Они отличаются высокой надежностью, малым временем восстановления, высокой стабильностью момента зажигания. Анодное напряжение мощных ИТ может достигать 100 кВ. Для наполнения ИТ применяют преимущественно водород, дейтерий и реже их смеси при давлении 25—95 Н/м2.

На малых токах, достигающих 10—50 мА, и при низких анодных напряжениях от 150 до 300 В используют также тиратроны тлеющего разряда (ТТР) с несколькими или одной сетками, с электростатическим или токовым управлением моментом зажигания тлеющего разряда. Основное время восстановления и большая инерционность ТТР ограничивают область их использования главным образом низкочастотными устройствами вычислительной автоматики и техники и физическим экспериментом. Перспективной разновидностью ТТР являются индикаторные ТТР, используемые в устройствах для визуального отображения информации. Индивидуальной особенностью индикаторных ТТР является управление низковольтными сигналами их зажиганием, что дает возможность применять их в сочетании с приборами на интегральных схемах и транзисторах.

Промышленность производит тиратроны в металлокерамическом, металлостеклянном и стеклянном исполнении.