
【電】 anotron
cold; cold in manner; shot from hiding
【醫】 algor; cry-; crymo-; cryo-; krymo-; kryo-; psychro-
cathode; negative pole
【化】 cathode
【醫】 Ca; cathelectrode; cathode; Ka.; kathode; negative electrode
negative pole
inflate
【化】 aerate; air inflation; airing
【醫】 aeration; inflation
【醫】 rectifying valves
冷陰極充氣整流管是一種基于氣體放電原理的電子器件,其英文術語為"cold cathode gas-filled rectifier tube"。該裝置通過冷陰極發射電子與氣體電離的協同作用實現單向導電功能,主要用于交流電整流和高電壓控制場景。
結構組成
該器件由密封玻璃管或金屬外殼構成,内部包含兩個金屬電極(通常為鎳或钼材質),并充入低壓惰性氣體(如氩氣)或汞蒸氣。冷陰極采用表面經過氧化處理的鋇鋁合金,通過場緻發射效應釋放電子,無需傳統熱陰極的預熱過程。
工作原理
當施加電壓超過氣體電離阈值時,電極間形成等離子體通道。電子在強電場作用下從陰極逸出,與氣體分子碰撞産生二次電離,形成單向導電特性。其擊穿電壓與氣體種類、壓強及電極間距存在函數關系,符合帕邢定律(Paschen's Law):
$$ V_b = frac{Bpd}{ln(Apd) - ln(ln(1+1/gamma))} $$ 其中$p$為氣體壓強,$d$為極間距,$A$、$B$為氣體特性常數,$gamma$為二次電子發射系數。
典型應用
• 早期無線電發射機的闆極電源整流
• X射線發生器的高壓控制電路
• 工業電焊設備的電流調節系統
• 避雷器中的浪湧電壓洩放裝置
性能特性
根據《IEEE Transactions on Electron Devices》記載,此類器件具有0.5-15kV的工作電壓範圍,瞬時耐受電流可達數千安培。但其導通壓降較高(典型值50-200V),效率低于半導體整流器。英國電氣工程師學會(IET)的技術報告指出,現代應用中多被晶閘管和IGBT模塊替代,但在核電磁脈沖防護等特殊領域仍具應用價值。
冷陰極充氣整流管是一種利用氣體放電原理實現單向導電的電子元件,其核心特點在于采用冷陰極設計。以下從結構、原理和特性三方面進行解釋:
冷陰極充氣整流管與熱陰極充氣管(如汞弧整流器)的主要區别在于陰極工作方式,前者依賴電場而非熱電子發射,因此結構更簡單但效率略低。
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