
【电】 anotron
cold; cold in manner; shot from hiding
【医】 algor; cry-; crymo-; cryo-; krymo-; kryo-; psychro-
cathode; negative pole
【化】 cathode
【医】 Ca; cathelectrode; cathode; Ka.; kathode; negative electrode
negative pole
inflate
【化】 aerate; air inflation; airing
【医】 aeration; inflation
【医】 rectifying valves
冷阴极充气整流管是一种基于气体放电原理的电子器件,其英文术语为"cold cathode gas-filled rectifier tube"。该装置通过冷阴极发射电子与气体电离的协同作用实现单向导电功能,主要用于交流电整流和高电压控制场景。
结构组成
该器件由密封玻璃管或金属外壳构成,内部包含两个金属电极(通常为镍或钼材质),并充入低压惰性气体(如氩气)或汞蒸气。冷阴极采用表面经过氧化处理的钡铝合金,通过场致发射效应释放电子,无需传统热阴极的预热过程。
工作原理
当施加电压超过气体电离阈值时,电极间形成等离子体通道。电子在强电场作用下从阴极逸出,与气体分子碰撞产生二次电离,形成单向导电特性。其击穿电压与气体种类、压强及电极间距存在函数关系,符合帕邢定律(Paschen's Law):
$$ V_b = frac{Bpd}{ln(Apd) - ln(ln(1+1/gamma))} $$ 其中$p$为气体压强,$d$为极间距,$A$、$B$为气体特性常数,$gamma$为二次电子发射系数。
典型应用
• 早期无线电发射机的板极电源整流
• X射线发生器的高压控制电路
• 工业电焊设备的电流调节系统
• 避雷器中的浪涌电压泄放装置
性能特性
根据《IEEE Transactions on Electron Devices》记载,此类器件具有0.5-15kV的工作电压范围,瞬时耐受电流可达数千安培。但其导通压降较高(典型值50-200V),效率低于半导体整流器。英国电气工程师学会(IET)的技术报告指出,现代应用中多被晶闸管和IGBT模块替代,但在核电磁脉冲防护等特殊领域仍具应用价值。
冷阴极充气整流管是一种利用气体放电原理实现单向导电的电子元件,其核心特点在于采用冷阴极设计。以下从结构、原理和特性三方面进行解释:
冷阴极充气整流管与热阴极充气管(如汞弧整流器)的主要区别在于阴极工作方式,前者依赖电场而非热电子发射,因此结构更简单但效率略低。
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