/иногда встречается название "Аркотроны"/ Крайне редкий тип ионных приборов.
К сожалению, информации по ним мало. Разработаны они были в 50-х годах швейцарской фирмой "Cerberus AG".
Эти маломощные газоразрядные приборы подобны тиратронам с холодным катодом, но, в отличии от них используют дуговой, а не тлеющий газовый разряд. Они имеют четыре электрода - обычные анод, катод и сетку, и вспомогательный анод.
Ненакаливаемый катод представляет собой таблетку, опрессованную и спеченную из смеси алюмината бария и кальция (алюмосиликатный катод). Вспомогательный анод служит для поддержания начального (подготовительного) газового разряда и расположен в непосредственной близости от катода. Основной анод работает при постоянно горящем вспомогательном дуговом разряде, играющем роль плазменного катода.
Междуэлектродные размеры у аркатрона выбираются, руководствуясь правыми ветвями кривых Пашена с тем, чтобы при выбранном давлении газа (аргон с примесью криптона либо ксенон-криптоновая смесь), лежащем в пределах (1,3...5)х104 Па (100...400 мм рт. ст.), обеспечить напряжение зажигания тлеющего разряда между катодом и вспомогательным анодом на нижних участках правых ветвей Кривых Пашена, что соответствует 250—600 В.
Через короткое время (измеряемое микросекундами) после появления тлеющего разряда последний переходит в дуговой между катодом и подготовительным анодом; дуговой разряд на главном аноде возникает после подачи на сетку отпирающего положительного импульса напряжения (обычно 150—300 В).
Переходу от тлеющего разряда к дуговому способствует быстро развивающаяся на поверхности катода термоэлектронная эмиссия. Она возникает в силу того, что поверхность катода шероховатая, и потому под действием энергии, отдаваемой ионами катоду, разогреваются в первую очередь выступающие микроучастки на поверхности катода. По мере роста температуры на этих участках увеличивается плотность тока. Рост плотности тока приводит к дальнейшему локальному нагреву выступающих участков катода. В результате в силу взаимного усиления плотности тока и нагрева температура на выступающих участках быстро достигает 700—750 °С. При такой температуре эмиссия с остальной поверхности катода прекращается, а в месте наиболее высокого локального нагрева возникает катодное пятно, являющееся основанием дугового разряда.
Допустимое анодное напряжение аркатронов не превышает нескольких кВ, средний рабочий ток - единиц А (при этом импульсный ток может достигать тысяч А), падение напряжения на приборе составляет 20—30 В. Минимальный ток, при котором вспомогательный разряд начинает гореть устойчиво и алюмосиликатный катод переходит в режим «саморазогрева», не превышает 30 мА. Это ограничивает мощность во вспомогательном разряде до 7,5—10 Вт (чаще используется режим 2—3 Вт).
Аркатроны предназначались для работы в качестве управляемых вентилей в ряде специальных областей, как-то: зажигание авиационных двигателей, зажигание импульсных источников света, накачка твердотельных лазеров, питание магнитострикторов и т. д.
Их преимущества перед приборами дугового разряда
с накаливаемым катодом заключаются в больших токах, меньшей
мощности, затрачиваемой во вспомогательных цепях, а также более
быстрой готовности к действию.
Преимущества их перед приборами с ртутным катодом заключаются в
меньшей зависимости от температуры окружающей среды благодаря
заполнению их инертным газом и возможности установки в любом
положении по отношению к горизонту.
В некоторых областях применения использовались также их
преимущества перед полупроводниковыми приборами, заключающиеся в
повышенной термостойкости и повышенной устойчивости к
радиоактивным и космическим излучениям.
Но из-за относительно высокого напряжения зажигания и, соответственно, потерь мощности в цепи вспомогательного разряда к концу 80-х годов аркатроны были практически полностью вытеснены полупроводниковыми приборами, в первую очередь тиристорами.
Количество типов аркатронов, разработанных в СССР, можно пересчитать по пальцам. И, скорее всего, хватит одной руки. У меня в коллекции есть только один:
| Основное назначение - коммутация мощности 100 кВт.
Конструктивным отличием этого прибора, помимо
оболочки, является выполнение катода в виде
алюмосиликатного стержня, облицованного проволокой
из сплава вольфрама с рением. Аркатрон типа AГИ1-75/1,3 работает обычно в импульсном периодическом режиме. Металлокерамическая оболочка делает возможной работу при повышенных температурах окружающей среды вплоть до 250 °С. Это позволяет использовать этот аркатрон в закрытых объемах с затрудненными условиями охлаждения. Подробные данные на него. Производитель - ОАО "Электронные приборы", г.Рязань. |
 |
Электрические параметры |
 |
|
 |
Средний ток - 35 мА | |
| Амплитуда тока - 75 А | |
| Анодное напряжение при закрытой сетке - 1300 В | |
| Ток вспомогательного разряда - 30 мА | |
| Падение напряжения в основной дуге - 50 В | |
| Долговечность - 100 ч ;)) | |
| Полоса разброса сеточного напряжения включения:
|
|
 |
 |
Источники:
1. Энциклопедия современной
техники. Автоматизация производства и промышленная
электроника. Справочник. Том 2. Главные редакторы А. И. Берг
и В. А. Трапезников. - Государственное научное издательство
"Советская энциклопедия", Москва, 1963.
2. Нил Д.М. Конструирование аппаратуры на ионных приборах с
холодным катодом. Перевод с английского с дополнением. - М.,
«Энергия», 1968.
3. Каганов И. Л. Ионные приборы - М., «Энергия», 1972.
