Плазменные ключи с низкой термоэмиссией сетки

• Автор: Шигалев, Валентин Константинович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
ГЛАВА 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ
1.1. Введение
1.2. Методики измерения характеристик разряда; анодных, зондовых, поджига-гашения, электропрочности
1.3. Методики исследования параметров плазмы
ГЛАВА 2. НИЗКОВОЛЬТНЫЙ ДУГОВОЙ РАЗРЯД В ДИОДЕ С КСЕ-НОНОВЫМ НАПОЛНЕНИЕМ
2.1. Введение: низковольтные дуги в инертных газах
2.2. Конструкции экспериментальных приборов
2.3. Виды низковольтного дугового разряда в ксеноне и особенности его вольт-амперных характеристик
2.4. Параметры плазмы низковольтной дуги в ксеноне
ГЛАВА 3. ПЛАЗМЕННЫЕ КЛЮЧИ С КСЕНОНОВЫМ НАПОЛНЕНИЕМ
3.1. Введение
3.2. Экспериментальная методика
3.3. Виды разряда и вольт-амперные характеристики
3.4. Зависимость напряжения горения разряда от давления ксенона и межэлектродных расстояний
3.5. Влияние на токопрохождение параметров сетки
3.6. Параметры ксеноновой плазмы в трехэлектродном сеточном приборе
3.7. Влияние отрицательного сеточного смещения на параметры разряда и токопрохождение
3.8. Основные выводы
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ЭМИССИИ СЕТКИ НА РАБОТУ ПЛАЗМЕННЫХ КЛЮЧЕЙ С ЦЕЗИЕВЫМ НАПОЛНЕНИЕМ
4.1. Введение: сеточные антиэмиссионные покрытия и выбор объектов исследования
4.2. Конструкции экспериментальных приборов
4.3. Термоэмиссия сеток с разными антиэмиссионными покрытиями и ее влияние на работу плазменного ключевого элемента
4.4. Влияние антиэмиссионных сеточных покрытий на гашение разряда
4.5. Распыление антиэмиссионных сеточных покрытий при бомбардировке плазменными ионами цезия и влияние этого процесса на работу плазменного ключевого элемента
4.6. Основные выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ КСЕНОНА
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ АНОМАЛЬНЫХ ЗОНДОВЫХ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, НАБЛЮДАВШИХСЯ В КСЕНОНОВОЙ ПЛАЗМЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРОЧНОСТИ ПРИБОРА
СПИСОК РАБОТ АВТОРА, ОТРАЖАЮЩИХ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Еа - напряжение источника анодного питания (постоянное или амплитуда достаточно длительного анодного импульса).
Еаз - минимальное напряжение зажигания разряда, ил - напряжение на аноде относительно катода, идтт - минимальное напряжение горения дуги, ис - напряжение на сетке относительно катода.
ис+ - амплитуда положительного (поджигающего) сеточного импульса, ис- - амплитуда отрицательного (гасящего) сеточного импульса.
Цсо- -постоянное отрицательное сеточное смещение относительно катода, из - напряжение на зонде.
исг - минимальное отрицательное сеточное напряжение, достаточное для гашения разряда, ишнхр - импульс для синхронизации измерительной аппаратуры, идстр - импульс анодного строба, изстр - импульс зондового строба, и, - потенциал ионизации атома.
Ц)* - первый потенциал возбуждения атома.
Р - мощность. i - электрический ток.
1а - ток в анодной цепи.
ио - анодный ток в условиях вакуума.
Ьс - ток катода.
1э_ ток эмиссии.
1эк - ток эмиссии катода, ь - ток насыщения.
1е - электронный ток.

ласти. Этот вид разряда в соответствии с [54] мы назвали режимом “ball of fire”.
При последующем росте разрядного тока напряжение на разряде начинает уменьшатся (участок И) и разряд становится более устойчивым. Светящийся эллипсоид располагается по центру электродов, его яркость и размеры с ростом тока увеличиваются. Падение напряжения на дуге приближается к UAmin. Этот вид разряда мы назвали режимом развитой дуги.
Когда ток разряда приближается к току эмиссии катода, свечение заполняет весь межэлектродный промежуток, и на ВАХ вновь появляется восходящий участок (участок III). Сильная зависимость анодного тока от напряжения горения дуги на этом участке объясняется вкладом в разряд ионной составляющей и влиянием эффекта Шоттки [53]
В исследованном диапазоне давлений {рхе=:(0,5...10)Торр} на участках ВАХ с отрицательным дифференциальным сопротивлением наблюдаются неустойчивые режимы с колебаниями на разных частотах. При малых разрядных токах развиваются интенсивные релаксационные колебания, амплитуда которых близка к потенциалу зажигания. Эти колебания обусловлены тем, что в создавшихся условиях потери ионов из плазмы не восполняются генерацией в зазоре. Сразу после пробоя напряжение на диоде быстро падает (почти до нуля), а затем медленно растет из-за уменьшения концентрации заряженных частиц (в основном за счет их ухода на электроды и стенки прибора). Частота этих колебаний определяется коэффициентом амбиполярной диффузи, а также размерами диода и лежит в пределах нескольких сотен герц. В некоторых случаях по мере роста анодного тока появляются высокочастотные колебания (104...105 Гц).
Из рис. 2.2 видно, что давление ксенона существенно влияет на вид ВАХ и режимы горения. При уменьшении параметра pxed (или рхе) размеры светящейся сферы в режиме “ball of fire” постепенно растут и режим I становится со временем неотличимым от режима II. При совсем низких давлениях на всех ВАХ в области jA