бинации переменных элементы Э{ - 54 должны реализ функцию F = х у + х у, что и определяет их структуру. Эле Зъ формирует выходной сигнал логического О при совпадении* разрядов сравниваемых чисел (Ft = F2 = Fs = F4 - 1).

В газоразрядных приборах, предназначенных для отображе информации, используется свечение, сопровождающее электричес

разряд в газе. Это явление одним из первых нашло применениед индикации. Благодаря непрерывному совершенствованию и испо; зованию новых принципов, высокой надежности и долговечности Ч зоразрядные элементы индикации широко распространены на при тике. Приборы выполняются с холодным катодом (без специально подогрева). Все они относятся к приборам самостоятельного (т. -без накаленного катода) тлеющего разряда.

В простейшем виде (рис. 4.6, а) прибор состоит из стеклянной ко; бы с размещенными внутри двумя плоскими металлическими эле тродами дискообразной формы, один из которых выполняет фупкц катода, а другой - анода. После предварительного создания ваку прибор наполняют инертным газом.

Прибор через ключ К и балластный резистор /?а подключаю.-источнику напряжения питания отрицательным полюсом к катоду* положительным - к аноду. Катод является источником электрон которые после прохождения промежутка катод -- анод собираю анодом.

Если плавно уменьшать сопротивление балластного резистора начиная от больших значений, ток через прибор будет постепе увеличиваться в соответствии с его вольт-амперной х рактеристикой (рис. 4.6, б), достигая области тлеющего р ряда (участка CD на рис. 4.6, б).

Участки Оа и аЬ при малом токе через прибор характеризую

§ 4.3. ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИНДИКАЦИИ

Рис. 4.6. Схема включения двуханодного газоразрядного индикатора (а), его вольт-амперная характеристика (б), поверхность катода, участвующая в эмиссии при /а < /атах (в) и /а >

* атах (г)

чТи линейным распределением потенциала в межэлектродном про-п°?куТке анод - катод в связи с очень малой концентрацией ионов й объеме. Поэтому свечение газа незначительно. Участок be является Врпех0дным к участку тлеющего разряда cd.

Прн тлеющем разряде ток через прибор существенно больше и нцентрация положительных ионов в межэлектродном промежутке овольно велика. Из-за присутствия ионов устанавливается такое определение потенциала, при котором почти все подводимое к привру напряжение приходится на его при катодную область. В прика-тодной области создается высокая напряженность электрического поля, обеспечивающая участие ионов в электронной эмиссии катода. Электроны покидают катод под воздействием бомбардировки его ионами, получающими ускорение в прикатодной области (и о н н о-э л е к тронная эмиссия).

Вследствие высокой напряженности электрического поля в прикатодной облг.сги покидающие катод электроны приобретают на участке свободного пробега большую скорость (энергию), в связи с чем при последующих столкновениях с атомами газа они способны вызвать их ионизацию и возбуждение.

Ионизация обусловлена отрывом валентного электрона от атома и превращением последнего в положительно заряженный ион. Благодаря ионизации у катода в установившемся разряде создается неизменная концентрация ионов.

Возбуждение заключается в переходе валентного электрона атома газа на более высокий энергетический уровень под воздействием столкновения с электроном. В состоянии возбуждения атом находится малое время (до Ю-7 с), после чего его электрон возвращается на прежний уровень энергии, соответствующий стационарному состоянию Возвращение электрона на стационарный уровень энергии сопровождается излучением кванта света с длиной волны, зависящей от рода газа. Из-за возбуждения большого количества атомов прикагодный слой покрыт интенсивным свечением газа, что и используется для индикации.

Участок тлеющего разряда cd (рис 4.6, б) характеризуется постоянством плотности эмиссионного тока Jк катода и почти неизменным падением напряжения на приборе при изменении тока анода /а (н о р-мальный тлеющий разряд). Росту тока / а соответству-ет пропорциональное увеличение площади катода, участвующей в эмиссии (рис. 4.6, в, г) соответственно при малом и большом токах. ° точке d вся поверхность катода участвует в эмиссии (рис. 4.6, г), Течение плотно покрывает катод и имеет его форму.

Дальнейшее увеличение тока возможно за счет более интенсивной омбардировки катода ионами. Это требует повышения скорости ио- 0в (их энергии) в прикатодной области, т. е. увеличения катодного аДения напряжения на приборе. Наклонный участок de (рис. 4.6, б)

°тноси

тся к так называемому аномальному тлеющему

а 3 P я д у. Непрерывный режим работы газоразрядных приборов /. Устим лишь на начальном участке аномального тлеющего разряда вблизи точки d).

Это связано с тем, что при больших токах аномального тлею-разряда происходит быстро протекающий процесс распыления кл под воздействием ионной бомбардировки, уменьшающий срок слу катода- Указываемый в справочниках допустимый ток в непрерьщ режиме часто определяют по максимальному значению тока ан /атах нормального тлеющего разряда. В импульсном режиме раб ток в импульсе может быть большим. В этом случае гарантируе полное покрытие свечением поверхности катода, что важно, напри для цифровых газоразрядных индикаторов. Интенсивность же рас лени я катода при этом в среднем может уменьшиться, а его срок сл? бы - возрасти, если среднее значение тока в импульсном режиме дет меньше тока в непрерывном режиме.

Для создания тлеющего разряда подводимое напряжение Е доя но превышать напряжение возникновения разряда UB.p (рис. 4.6, Режим работы прибора определяется точкой пересечения линии грузки (пунктирной прямой) с вольт-амперной характеристикой ющего разряда. Возникновение разряда осуществляют включен ключа К, функцию которого в схемах управления индикаторами полняет транзистор, работающий в ключевом режиме.

Напряжения возникновения разряда U и поддержания разряда (Un.p = с7а.тл ) зависят от м териала катода и рода используемого газа. В качестве материалу катода наибольшее применение получили никель и молибден. Лучш! газовым наполнителем по яркости и контрастности свечения являет неон (цвет свечения светло-оранжевый), а также его смеси с аргоно криптоном, гелием или ксеноном. Последние обеспечивают снижен напряжений возникновения и поддержания разряда, что важно д' практического применения приборов.

Простейшими приборами тлеющего разряда являются дву электродные световые индикаторы, называем-в обиходе неоновыми лампами. Форма их электродов может быть g мой различной: в виде дисков, колец, стержней и т. д. Индикато имеют обычное и микроминиатюрное исполнение. Двухэлектродвв индикаторы можно использовать и на переменном токе. В индикат pax переменного тока электроды попеременно выполняют функц катода и анода. Форма электродов однотипна (оба электрода, напр мер, в виде круглых дисков или колец). Двухэлектродные индикатор выпускаются на широкий диапазон рабочих напряжений (60-100 и выше) Рабочий ток индикаторов зависит от их типа и может соста лять 0,1-30 мА.

Тлеющий разряд используется при выполнении знаковых и знак; синтезирующих газоразрядных индикаторов.

Знаковые индикаторы - это многокатодные прибо с одним или двумя анодами. Катоды выполняются из тонкой проб локи в виде цифр, букв, математических символов, располагают, один за другим и связаны с внешними выводами прибора. Инди ция производится через стеклянный баллон по свечению, покрыва' щему тот или иной катод при тлеющем разряде.

В одноанодных индикаторах анод является общим электродом Д