Катодный узел
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (iii 830596
- „ „, еб:. - (6I ) Дополнительное к авт. сеид-ву (5! )М. Кл. (22)Заявлено 20.04,79 (21) 2755392/18-25 с присоединением заявки М
Н 01 J 1/30
Государственный комитет (23) Приоритет (53) УДК 621.387 (088,8) па делам изобретений и открытий
Опубликовано 15 ° 05 ° 81 ° Бюллетень .% 18
Дата опубликования описания 15 05.81
В, П. Зайцев (72) Автор изобретения е Еее е ее,?с"
/ ев /fan т л ..Щ т
t т (71) Заявитель,. т ,тр (54) КАТОДНЬ1Й УЗЕЛ
Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при разработке накаливаемых катодов газоразрядных приборов.
Известен сетчатый полый катод
5 (сферические и цилиндрические катоды) с перфорированными, т,е. сетчатыми стенками и одним большим отверстием. Особенности этой конструкции заключаются в том, что во время работы !
0 в полости сетчатого катода образуется плазма, отграниченная от металлических стенок темным пространством. катодного падения. Имеет место параллельная работа двух катодов:
15 металлического (его поверхность равна . суммарной поверхности металлической сетки) и плазменного (его поверхность равйа суммарной поверхности отверстий в сетке) А !1.
Недостаток данного устройства— большое катодное падение потенциала, что снижает его ресурс и огра- ничивает круг применения.
Наиболее бли эким техническим р ешением к предлагаемому является щетковидный катод, содержащий Совокупность металлических стержней, закрепленных одним концом на плоской металлической пластине. Его особенность состоит в том, что при равных напряжениях на разряде со щетковидного катода снимают большую плотность тока, чем с сетчатого полого катода $25
Цель изобретения — повышение эмиссионной способности катода.
Поставленная цель достигается тем, что в катоде, содержащем основные металличекие стержни, закрепленные одним концом на плоской металлической пластине, основные стержни расположены по ребрам правильных призм и окружены дополнительными стержнями, расположенными также .по ребрам правильных призм, соосных вышеуказанным призмам, имеющим общие грани с соседними призмами, причем
830596 расстояние между гранями соосных призм повышает длину темного катодного пространства аномального тлеющего разряда, основные и дополнительные стержни подключены соответственно к отрицательному и положительному полюсам дополнительного источника питания, По граням призм, образованных дополнительными стержнями, расположены промежуточные дополнительные стержни, которые одним концом закреплены на отделЬной металлической пластине.
Отрицательный полюс источника питания внешней цепи подключен к положительному полюсу дополнительного источника питания, Предлагаемое выполнение катодного узла позволяет получить в нем дополнительный однородный по объему разряд, который независимо от основного разряда создает плазму, являющуюся дополнительным источником электронов для внешнего разряда между предлагаемым (сложным, имеющим внутреннюю разрядную цепь) катодным узлом и анодом внешней цепи.
ЭО
На фиг.1 и 2 схематически изображена конструкция предлагаемого катодного узла.
Устройство состоит из набора дополнительных и промежуточных дополнительных стержней 1 и 2, одним концом укрепленных на металлической пластине 3, и подсоединенных к положительному полюсу дополнительного источника питания. Пластина 3 имеет ряды отверстий 4, через которые проходят стержни 5, укрепленные на металлической пластине 6, закрепленной посредством изолятОров 7. Для предот вращения развития разряда между стенками отверстий 4 и стержнями
5 диаметр отверстий 4 таков, что расстояние между их стенками и стерж невыми электродами 5 меньше длины темного катодного пространства аномального тлеющего разряда. Меньше этой длины и расстояние между пластинами 3 и 6. Для предотвращения развития разряда между тыльной стороной пластины 6 и пластиной 3 пластина 6. изолируется прилегающей к ней в ыготную диэлектрической пластиной Я.
Катодный узел работает следующим образом.
При соответствующем давлении рабочего газа в камере и налряжении на электродах 1 ы 2 (аноды) и 5 (хатоды), подаваемом от дополнительньго источника питания, работающего на создание плазмы внутри устройства, между ними горит аномальньгй тлеющий разряд, Для создания разряда давление газа установлено в пределах от
10 до 1 Т, а катодный узел имеет достаточный объем, чтобы размеры темного катодного пространства были меньше расстояния между электродами
1,2 и 5. При соответствующем напряжении между ними горит аномальный тлеющий разряд. В полостях, образованных стержнями 5, расположенными по реьрам призм, образуются цилиндрические столбы плазмы, ограниченные от электродов темным катодным пространством и имеющие положительный потенциал по отношению к окружающим их.стержневым катодам. Ионизация в столбе намного вышее, чем в промежутке анод-катод, так как в этом случае имеет место эффект полого катода.
Для нормальной и стабильной работы катодного узла, т.е. для равной ионизации всех плазменных столбов, плазменных областей между катодами и анодами и для предотвращения возникновения плазменных нестабильностей
;(плазменных спиц, соединяющих плазмегные столбы со стержневыми анодами и проходящих Между стержнями катода), длина стержней выбрана оптимальной (в зависимости от величины токов в цепи катьдного узла и во внешней цепи) и составляет не более 5-10 поперечных размеров призм, расстояния между соседними стержнями катода равны. Это достигается тем, что стержни размещены ло ребрам лрави г ьных призм. С этой же целью призмы катодной и анодной сеток выполнены соосными, расстояния между их стенками везде равны. Дополнительные промежуточные стержни введены для обеспечения однородности параметров плазмы. Это оказывает свое действие особенно в том случае, когда в силу каких-либо причин длина темного катодного пространства между дополнительными и основными стержневыми электродами приближается к длине межэлектродного промежутка.
5 8305
И анод и катод. узла можно выполнить сеточными, но стержневая конструкция дает более стабильные характеристики. Этому способствует то, что стержни выполнены охлаждаемыми трубчатыми.
Во время работы. устройства разряд между стенками отверстий 4 и стержневыми электродами 5, а также между пластинами 3 и 6 развиться не может, так как расстояние между ними меньше длины темного и катодного пространства аномального тлеющего разряда.
Катодный узел включается во внешнюю15 разрядную цепь подключением отрицательного полюса источника питания внешней цепи к аноду 1, 2, 3 катод-. ного узла.
Испытания предлагаемого катодного щ . узла подтвердили, что с помощью. предлагаемой конструкции плотность тока эмиссии с катодного узла увеличивается в несколько раз. Полученный эффект достигается благодаря введению в щет- 25 ковидный катод дополнительных элементов (анодов), создающих дополнительный разряд внутри катода (катодного
:узла) . Плазма внутрикатодного разряда является дополнительным.источ-. Зв ником электронов для внешнего разряда, что является причиной повьппения эмиссионной способности катодного узла.
Предлагаемый катодный узел может быть использован при разработке ненакаливаемых источников электронов для газоразрядных приборов.
Формула изобретения
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Москалев В, И. Разряд с полым катодом. М., Атомиздат, 1969, с.106.
2. Nusa 1 И.М. The Sruch. Cathode
Plasma-a Well Behuveol Plasma, 37,Jaurnal of Applied Physics, N 4. р .1935-1934 (прототич).
1, Катодный узел, содержащий основные металлические стержин, закреп96 6 ленные одним концом на плоской металлической пластине, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения эмиссионной способности, основные стержни расположены по ребрам правильных призм и окружены дополнительными стержнями, расположенными также по ребрам правильных призм, соосных вышеуказанным призмам, имеющим общие грани с сосединими призмами, причем расстояние между гранями соосных призм превышает длину темного катодного пространства аномального тлеющего разряда, основные и дополнительные стержни подключены соответственно к отрицательному и положительному полюсам дополнительного источника питания.
2. Узел по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что по граням призм, образованных дополнительными стержнями, расположены промежуточные дополнительные стержни.
3. Узел по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что дополнительные стержни одним концом закреплены на отдецьной металлической пластине.
4. Узел по rm. 1 и 2, о т л и ч аю шийся тем, что отрицательный полюс источника питания внешней цепи подключен к положительному полюсу дополнительного источника питания.
830596
Фиг.2
Со ставит ель В. Латай
Редактор N. Читкина Техред I. Маточка Корректор 0 ° Билак Заказ 2759/23 Тираж 784 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !
13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4