Тригатрон представляет собой трехэлектродный газоразрядный прибор с холодным катодом, в котором для управления разрядом используется специальный вспомогательный электрод. Этот аппарат относится к классу искровых разрядников и предназначен для коммутации мощных импульсных цепей.
Принцип действия и конструкция
Ключевая особенность тригатрона — наличие управляющего (вспомогательного) электрода, который позволяет точно инициировать искровой разряд в строго заданный момент времени. Разряд происходит в среде инертного газа (обычно аргона), находящегося под повышенным давлением — в несколько атмосфер. Такое давление необходимо для повышения электрической прочности промежутка и обеспечения стабильности работы.
Для защиты электродов от эрозии и продления срока службы прибора в газовую смесь часто добавляют небольшое количество кислорода (около 5%).
Как работает тригатрон
Работа прибора основана на следующем принципе: на два основных электрода (анод и катод) подается постоянное напряжение, которое, однако, ниже пробивного для данного газового промежутка. В таком состоянии тригатрон остается закрытым, и ток через него не течет.
Для его включения на управляющий электрод подается короткий импульс от маломощного источника, вызывающий пробой небольшого вспомогательного промежутка между катодом и управляющим электродом. Образовавшаяся плазма инициирует лавинообразный процесс, что приводит к практически мгновенному пробою основного промежутка между анодом и катодом. В результате возникает мощный искровой разряд, замыкающий цепь.
Области применения
Основная функция тригатрона — выполнение роли высоковольтного и сильноточного коммутатора (ключа). Он нашел широкое применение в качестве:
- Коммутатора в импульсных генераторах, создающих мощные электрические импульсы для возбуждения СВЧ-колебаний в различных устройствах (например, в магнетронах).
- Сильноточного ключа однократного или периодического действия в установках, где не предъявляются чрезвычайно высокие требования к стабильности времени срабатывания (джиттеру).
Таким образом, тригатрон является важным элементом в импульсной энергетике и технике СВЧ, позволяя управлять разрядом большой мощности с помощью слабого сигнала.
