Газоразрядные индикаторы

В газоразрядных индикаторах используется свечение, сопровождающее самостоятельный электрический разряд в газе. Все они относятся к ионным приборам тлеющего разряда и выполняются с холодным катодом.

Ионный прибор как разновидность электровакуумных приборов состоит из двух электродов или более, помещенных в стеклянный баллон, обычно заполненный инертным газом при давлении 0,1—1000 Па. Если между электродами приложить напряжение, то в приборе будет наблюдаться электрический разряд — совокупность явлений, имеющих место при прохождении электрического тока через прибор. В зависимости от приложенного напряжения и вида катода в ионном приборе устанавливается тот или иной вид разряда. Для всех видов ионных приборов характерна активная роль положительных ионов газа, наполняющего колбу прибора, в распределении электрического потенциала между электродами, от которого зависит ток.

К самостоятельным видам разряда относятся такие, для поддержания которых не требуется внешних источников ионизации газа. Тлеющий разряд как вид самостоятельного разряда возникает между анодом и катодом при напряжении, достаточном для лавинообразного развития процесса ионизации газа движущимися под воздействием электрического поля электронами и процесса выбивания вторичных электронов с катода положительными ионами. Тлеющий разряд сопровождается процессами рекомбинации электронов и ионов. При этом выделяется энергия в виде фотонов и газ светится. Цвет свечения определяется составом газа-наполнителя. Так как процессы ионизации и рекомбинации происходят в основном вблизи катода, то свечение наблюдается в прикатодной области.

Простейшие приборы этого типа — сигнальные индикаторы (неоновые лампы). Они имеют два металлических электрода, выполненных в виде дисков, стержней и т. д., помещенных в стеклянный баллон, обычно заполненный неоном. Напряжение возникновения разряда в промежутке анод — катод для разных типов ламп колеблется в пределах от 60 до 235 В, рабочий ток — от 0,15 до 30 мА. Пространство вблизи катода светится оранжево-красным светом, наблюдаемым чаще всего через торец лампы, который может быть снабжен линзой. Балластный резистор, который необходимо включать последовательно с лампой, может быть размещен в ее цоколе.

Неоновые лампы широко используют в электро- и радиотехнических устройствах, автоматике, вычислительной технике и приборостроении для индикации постоянного и переменного напряжений, особенно часто их применяют в качестве индикаторов напряжения питания (сеть 127 или 220 В).

Если на внутреннюю поверхность баллона лампы нанести слой люминофора, то будет получен сигнальный люминесцентный индикатор. Свечение люминофора происходит благодаря воздействию на него ультрафиолетового излучения, возникающего за счет ионизации газа-наполнителя при разряде. Цвет свечения зависит от сочетания типа люминофора и газа-наполнителя и может быть оранжевым, зеленым, желтым или голубым. Лампы этого типа служат для сигнализации в мнемосхемах, световых табло, а также для создания световых мозаик в уличной рекламе и световых газетах.

Преимуществами газоразрядных индикаторов являются высокая яркость и контрастность изображения, малая мощность потребления, высокая надежность и простота.

К недостаткам газоразрядных индикаторов относится необходимость в источниках напряжения порядка 100—250 В и невозможность прямого подключения их к полупроводниковым микросхемам управления.

Дата добавления: 2014-01-06