電暈放電穩壓管

電暈放電穩壓管是指利用電暈放電中具有電壓基本上不隨電流改變而變化的特性，製成穩定電壓的氣體放電器件。電暈放電穩壓管是冷陰極放電器件，其工作電壓可以達數百、數千伏甚至更高，工作電流僅幾十微安到幾百微安，正因為如此，半導體穩壓管還不能完全替代電暈穩壓管，電暈穩壓管仍是高壓小電流穩壓器的關鍵器件。

基本介紹

• 中文名：電暈放電穩壓管
• 類型：一種穩壓管
• 特點：穩壓
• 用途：穩壓器或電壓基準元件

電暈放電的條件

產生電暈放電的條件是：氣體壓強高，一般在一個大氣壓以上；一個或兩個電極表面的曲率特別大。這時，放電就從暗放電過渡到電暈放電，電暈放電的電流一般在微安至毫安量級，電壓則在幾千伏以上以至幾十萬伏以上。

電暈穩壓管的結構

電暈穩壓管的結構如圖1-1所示，管內充有氫氣。陽極是一根鎳絲，位於由鎳圓筒構成的陰極軸線上，陰極兩端裝有瓷絕緣子以固定陽極位置，陽極也可以用鉻、鐵或鐵鈷合金製造。電暈穩壓管都採用同軸的正電暈放電。

圖1-1電暈穩壓管的結構

電暈穩壓管的主要參量

電暈穩壓管的主要參量如下。

1、 著火電壓。它指穩壓管被擊穿時的電壓，一般比工作電壓高10%左右。

2、 著火時間。它指在著火電壓下，從穩壓管加上電壓開始到被擊穿瞬時的時間間隔。為了使儀器能迅速進入工作狀態，一般應要求穩壓管的著火時間越短越好，可以在管內塗氧化釷放出射線以增加初始電離來縮短著火時間。

3、 工作電壓。它即穩壓管穩定的電壓，從200V至數萬、數十萬伏，理論上可以無限提高。充氣壓強升高，穩定電壓隨之升高，而且管壓降主要落在層外區，所以可以設定任意數值的穩定電壓。

4、 穩定電壓變化範圍。即工作電壓變化範圍，指在工作電流變化範圍內工作電壓的改變範圍。一般電暈穩壓管充入氫氣，就是因為在同樣工作電流變化範圍內，充氫的電暈穩壓管電壓變化範圍最小，即伏安特性斜率最小。

5、 工作電流範圍。它指伏安特性曲線平坦部分的電流變化範圍，一般為幾微安至幾百微安，最大到幾毫安。

電暈穩壓管的工作過程

電暈放電穩壓管採用正電暈放電，其結構為同軸圓柱形，且陽極在中心，因此，陽極所處中心附近是電場集中區域，會發生強烈激發和電離的繁流放電，並且有明顯的暈光層。層中的電子被陽極所吸引，而層外區電場較弱，不產生帶電粒子，只有正離子向陰極漂移，是一個無光區構成的傳導帶。儘管層外區的電場比電暈層的電場小得多，因為層外區的厚度遠大於電暈層的厚度，所以層外區的電位降比電暈層要大得多。

起暈後，若穩壓管上的電壓稍許增加一些，使電暈跟著擴大，並使層外區電場強度亦稍許增加而促使正離子通過，結果穩壓管的電流增加很快。這表明電暈穩壓管的動態內阻很小，在穩壓管電流有較大變化的情況下，電壓變化很小，起到了穩壓作用。

充氫也有利於大電流變化範圍下的穩壓功能，因為氫氣的正離子遷移率比其他任何氣體都大，在同樣電場分布情況下，可以更快地通過層外區到達陰極，所以，相比於其他氣體，氫正離子的空間電荷效應最小，亦即對通過電流的限制作用最小。在管子結構相同時，充氫就可以獲得電流變化範圍大而相應的電壓變化小的結果。

電暈穩壓管的套用

電暈穩壓管主要套用於作核探測儀器中的蓋革計數器、閃爍計數器及光電倍增管的直流穩壓電源，也可以在精密交流放大器中用作高壓電源的基準穩壓管。