Плоская сетка для газоразрядных и электровакуумных приборов Советский патент 1992 года по МПК H01J1/46 H01J19/38 

(46) 30.07.92.Бкш. № 28

(21)4248393/21

(22)25.05.88

(72) В.Л. Крестов, В.Б. Меркулов и Г.Н. Хоботова

(53)621.3.032.24(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 133J31, кл. К 01 J 1/46, 1960.

Авторское свидетельство СССР В 256091, кл/ II 01 J 19/38, 1967.

(54)ПЛОСКАЯ СЕТКА ДЛЯ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ И ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ

(57)Изобретение относится к электронной технике, п частности к газораз рядным и тлектровакуумпым приборам. Цель изобретения - повышение зффек тнвностн управления потоком заряженных частиц за счет увеличения однородности потока в плоскости, параллельнои аноду. Плоская сетка состоит из ячеистого сеточного полотна, каждал ячейка которого выполнена в виде прямоугольника и ограничена пе ремычкамн, при этом соответствующие стороны соседних прямоугольников перпендикулярны и в кадцую ячейку введены дополнительные перемычки так, что они образуют дополнительные ячейки, подобные ячейкам сетки. Отношение ширины дополнительной перемычки и длинной стороны дополнительной ячейки к ширине перемычки и длинной стороне ячейки выбрано в пределах 1:7 до 1:18. Техническое преимущество решения состоит в улучшении управляющих свойств сетки, большей долговечности из-за повышенной устойчивости к распылению. 3 ил.

4

сл

Изобрет ние относится к электронной технике, п частности к плоским сеткам ляп газоразрядных и электровакуумных приборов, например таснтро- ноа.

Целью изобретения является повышение эффективности управления потоком заряженных частиц за счет увеличения однородности структуры сетки D плоскости, параллельной аноду.

На фиг. 1 изображена сетка, общий вид; на фиг. 2 - зависимость максимальной коммутируемой мощности от раэмероп отверстия сеточного полотнаJ на фиг. 3 - зависимость отношения о коммутируемой мощности Рцон к максимальной мощности для разных геометрических рат.мсроп сеточной CTpyKTvtjjJ,

Плоская сетка состоит из ячеистого сеточного полотна, калдая ячейка которого выполнена в виде прямоугольника с соотношением сторон 2:1 и ограничена псремычкагш 1, при этом стороны соседних прямоугольников вза- имоперпепдикулярны, в каждую ячейку введены дополнительные перемычки 2 так, что они образуют дополнительные ячейки, подоГны. ячейкам сетки. Отношение ширины дополнительной перемычки 2 и длинной стороны допол- ннтельноп ячейки к ширине перемычки 1 и длинной стороне ячейки выбрано в пределах от 1:7 до 1:18.

Как видно из фиг. 2, при уменьшении размера отверстий в сетке менее 0,25 мм резко синя -ются коммути-

СП

со ел го ел i

руомап мощность нт-за увеличения потерь мощности на сетке.

Увеличение отверстия больше 0,5 мм (до 1,3 мм) не вызывает резкого спи- жения коммутируемой мощности, но при этом требуется снижение рабочего давления наполняющего газа в приборе, что приводит к значительному увеличению напряжения возникновения и под- держания разряда, а следовательно, росту потерь мощности в приборе и снижению его КПД На основании этих экспериментальных данных сделаны выводы, что допустимыми размерами меньшей стороны дополнительной ячейки является (0,25-0,5) мм, а большая стороны - (0,5-1) мм.

Для получения большей однородности сетки необходимо иметь минимально воз можную ширину перемычек дополнительных ячеек,- а из условия отвода мощности, выделяющейся на сетке - максимальной. Увеличение ширины перемычек, кроме нарушения однородности структуры, приводит к увеличению доли коммутируемой мощности, перехватываемой сеткой. Поэтому необходимо выполненение еще одного условия: оптическая прозрачность сетки D долж- на быть не менее 0,6, т.е.

D- bib- 0,6, Ь сетки

где SOT% - суммарная площадь отверстий сетки; SC«TIUJ - суммарная площадь сетки.

Из условия обеспечения конструктивной жесткости минимальная ширина перемычек дополнительных ячеек долж- на быть не менее 0,05 мм, а максимальная, обеспечивающая прозрачность сетки - не менее 0,6 мм, при указанных выше размерах дополнительных ячеек с сохранением достаточной однород- ности - 0,1 мм.

Граничным условием для расчета размеров основных ячеек является

рабочая температура любой точки сетки, которая не должна превышать кри- тической температуры, т.е. температуры, при которой появляется термоэмиссия материала сетки.

При уменьшении соответствующих соотношений размеров дополнительных ячеек к размерам основных ячеек менее чем 1:7 (1:6 и т.д.) наблюдается явление провисания поля анода в катодную область прибора и сетка теряет

5

5 о

5

д 45

-

55

сноп управляющие г.пойстпл. При уле- лнчении соотношения размеров дополнительных ячеек- к размерам основных ячеек более, чем 1:18 (1:19 и т.д.), прозрачность сетки снижается настолько, что затрудняет развитие разряда на анод прибора и приводит к перехва- ту сеткой значительной доли коммутируемого тока, что приводит к увеличению потерь мощности на сетке. Чрезмерное увеличение потерь мощности на сетке приводит к ее перегреву и разрушению.

Как видно нэ фиг. 3, положительный эффект обеспечивается при применении сеток № 1, 2, А, соотношение размеров которых .лежит в пределах от 1:7 до 1Н8. При выходе за пределы данных соотношений (1:6 для сетки № 5 и 1:20 для сетки № 3) величина коммутируемой мощности составляет менее 50% от максимальной, что нельзя признать удовлетворительным.

Предложенная конструкция позволяет изготавливать монолитную сетку из тугоплавкого материала (например, молибден), что обеспечивает улучшенный теплоотвод, стабильность парапет- ров и увеличение срока службы приборов за счет значительного уменьшения распыления материала сетки в момент прерывания тока анода в приборе.

Пример . Макетный образец таситрона, в котором использована предложенная сетка с размерами основных ячеек 5 х 11 мм с перемычками 1 мм и дополнительных ячеек 0,35 х х 0,8 мм с перемычками 0,1 мм при работе в импульсно-пакетном режиме, коммутирует среднюю мощность в пакете 1000 кВт.

Сетка обладает более эффективными управляющими свойствами, выдерживает повышенные тепловые нагрузки, более устойчива к распылению под действием ионной бомбардировки, что приводит к увеличению срока службы самой сетки и всего прибора в целом.

Формула изобретения Плоская сетка для газоразрядных и электровакуумных приборов, состоя.- щая из ячеистого сеточного полотна, каждая ячейка которого выполнена в виде прямоугольника и ограничена перемычками, при этом соответствующие стороны соседних прямоугольников перпендикулярны, а в каждую ячейку

дополнительно встроена по крайней мере одна дополнительная перемычка, ширина которой не препышает ширины перемычки, и расположенная пяраллелт но длинной стороне ячейки, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения эффективности управления потоком заряженных частиц за счет увеличения однородности потока в

О 0,2

0Л 0,6 0,8 1,0 1,1 Размер от8ерстия,мн

Фиг. 2

Г S /6

миогкосги, параллельной аноду, в кя дую ячейку ппедены дополнительные перемычки так, что они образуют дополнительные ячейки, подобные ячсЯкпм сотки, при этом отношение ширины дополнительной перемычки и длинной стороны дополнительной ячейки к ширине перемычки и длинной стороне ячейки Ю выбпяно в пределах от 1:7 до It 18.

5

Фиг.1

Qu,u