JPS622429A - サイラトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はサイラトロンに関し、更に詳細には逆方向に導
通可能なサイラトロンに関する。

〔従来の技術〕

サイラトロンは、アノードとカソードとこれらの間に配
置された一つ以上の制御グリッドを有し、包囲体によっ
て包まれており、更にガス充填物を含んでいる。このサ
イラトロンは電子を順方向、即ちカソードからアノード
へに流すように構成されている。しかし１．故意または
間違って電圧が印加されると、逆方向にも導通する場合
がある。従来のサイラトロンにふいては、この逆電流の
発生はある程度抑制されているが、サイラトロンの主放
電に関連する回路に問題を引き起こす場合かある。また
、逆電流はサイラトロン自体、特にアノード表面に損傷
を与える場合がある。

逆電流導通が可能な以前のサイラトロンは、「ホローア
ノード」サイラトロンとして知られている。この−例が
英国特許明細書第１５６８５０６号に開示されており、
かつまた第１図に図示されている。アノードは空間２を
包み込んでいる箱型構造体１として構成されており、制
御グリッド３とカソード４とを有している。

制御グリッド３に正のパルスが印加されてサイラトロン
がトリガーされて、導通状態になると、プラズマがカソ
ードに対向するアノードの前面５とカソード４との間に
生成される。プラズマの一部は前面５の開口６にから包
囲空間２内に浸透する。従って、電流がサイラトロンに
おいて反転するとアノードは空間２内のプラズマととも
にカソードの機能を果たす。これは、サイラトロン電流
反転の際に、空間２内に依然として存在しているプラズ
マがカソード媒質として働くためであり、これによって
アノード表面への損傷右よび関連する回路への有害な影
響が減少される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

主に拡散によっておこると信じられている包囲空間２内
へのプラズマの浸透は実際上外部からの制御がきかない
。従って、ある与えられた電流に対して、得られたプラ
ズマ電荷密度および空間２内にプラズマが存在する持続
期間は制御できず、ある状況においては、適当でない場
合がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は改良されたサイラトロンを提供することを目的
とする。

本発明によると、アノード、グリッド、プラズマ収容体
、および前記グリッドおよび前記アノードに異なったポ
テンシャルを与える手段を有し、前記収容体の一部が前
記グリッドによって形成され、前記収容体内の空間の一
部が前記アノードと前記グリッドとの間にあり、動作時
に、プラズマが前記収容体内に含まれ、逆導電のための
カソード媒体として働くサイラトロンが提供される。グ
リッドが収容体の全部あるいは一部を形成する。

アノードとグリッドとに適当なポテンシャルか加わるこ
とによって、サイラトロンが通常の導通状態にされてい
る間あるいは後に、プラズマが包囲された空間内に生成
される。

サイラトロンがすでに順方向導電状態にある場合は、ア
ノードとグリッドとに適当なポテンシャルが加えられた
際に、存在するプラズマは制御されて包囲空間内に浸透
することができる。サイラトロンが順方向導電状態にな
い場合は、グリッドとアノードとの間に適当な大きな電
位差を発生することによって、プラズマを収容体中に発
生することができる。ホローアノードを用いて発生する
ことができるよりも大きな電荷密度のプラズマが得られ
、これはグロー放電を可能とするのに十分である。従っ
て、プラズマはホローアノードサイラトロンにおけるよ
りもかなり長時間に亘って持続し、より早い逆電流立ち
上がり時間を達成することができ、さらにジッタ特性が
改良される。

アノードグリッドの形および大きさは、包囲される空間
が大きく、この空間を画成する表面の面積が小さく、従
って表面積に対する体積の比が大きくなるように選ばれ
る。従って、表面再結合が前記空間内のプラズマの減衰
に寄与することが最小限にされ、高い電荷密度のプラズ
マがある時間前記空間に存在することが可能とされる。

従って、プラズマが空間内に形成されると直ちに、ある
いは少したってからアノード電圧が反転すると、サイラ
トロンは反対方向に急速に導通可能となる。

複数の収容体を形成するように配置された複数のグリッ
ドを含み、アノードとグリッドの各々にそれぞれ異なっ
たポテンシャルを与える手段が備えられており、これに
よって動作時にプラズマが各々の収容体内に含まれ、逆
導通のためのカソード媒質として働くとより好ましい。

この様にされていると、多量のプラズマが含まれること
が可能となり、サイラトロンの動作を選択する上での自
由度がより大きくなる。

グリッドあるいはグリッドの少なくともいくつかが電気
的にアノードに接続されているのが好ましい。抵抗器、
誘導子、およびコンデンサーの様な受動素子の結合体に
よってグリッドがアノードに接続されることは、受動パ
イアッシングと呼ばれる。グリッドあるいはグリッドの
少なくともいくつかはサイラトロンの外部から制御され
るポテンシャルにあってもよい。グリッドポテンシャル
は、比較的低インピーダンスの電流バイアス源によって
サイラトロンの外部から設定制御することができ、これ
は能動パイアッシングと呼ばれる。

一つのグリッドあるいは複数のグリッドは能動パイアッ
シング、受動パイアッシング、あるいは能動および受動
の両方でパイアッシングされてることができる。

本発明の別の側面に従うと、分離された二つの構造体か
らなり、各構造体は電極、グリッドおよびプラズマ収容
体を含んでおり、この収容体の一部はグリッドで構成さ
れており、収容体内の空間の一部は電極とグリッドとの
間に位置し、グリッドと電極とに異なったポテンシャル
を与えるための手段が与えられており、これによって、
動作時においてプラズマは収容体内に含まれ、カソード
媒質として機能するサイラトロンが提供される。

従って、各構造は、サイラトロンを流れる電流の向きに
依存してメインのサイラトロン放電に対するアノードあ
るいはカソードとして機能することができる。各構造体
は一つ以上のプラズマ収容体を含むことができる。

〔実施例〕

本発明は第２図乃至第５図を参照しつつ実施例によって
更に説明される。

第２図を参照する。サイラトロンは、約０．５Ｔｏｒｒ
の水素ガス充填物、アノード７、カソード８、およびこ
れらの間に配置されたアノードグリッド９と制御グリラ
グ１０とを有している。アノード７およびアノードグリ
ッド９は、これらの間に空間１１を包囲する収容体を形
成するように構成されている。アノードグリッド９は、
所望のポテンシャルを導電体１２に加えることによって
能動的にバイアスされる。

動作の一形態において、好適な正のポテンシャルが制御
ゲート１０に加えられることによって、サイラトロンは
始めは順方向導電状態にトリガーされる。サイラトロン
が順方向に導通する場合は、好適なポテンシャルが１２
に加えられ、アノード７とアノードグリッド９との間に
数キロボルトの電位差を発生する。この電位差は空間１
１内のプラズマの電荷密度を増加する。順方向の導通が
止まり、かつサイラトロンが逆方向に導通ずるようにさ
れると、空間１１内に残存するプラズマは、アノード７
の表面を傷つけることなく逆方向導通を可能にするのに
十分大きな電荷密度を有し、このプラズマはカソード媒
質として機能する。

別のモードにおいては、アノード７とアノードグリッド
９との間に数キロボルトの電位差を作り出し、サイラト
ロンが順方向で導通する以前に空間１１内にプラズマを
生成するする様に外部制御手段は構成される。従って、
このサイラトロンは、いずれかの方向に導通し始める前
のいかなる逆電流に対してもすでに準備がされている。

第３図を参照する。別のサイラトロンは複数のアノード
グリッド１３．１４．１５．１６．１７を有している。

これらアートグリッドは受動的にバイアスされており、
抵抗１８を介してアノード７に接続され、数キロボルト
の電位差が隣接するアノードグリッド間で発生するよう
にされている。

従って、サイラトロンが）頓方向の導通モードにある場
合は、アノード７とこれに隣接するアノードグリッド１
３との間およびアノードグリッドの別の対の間の空間１
９．２０．２１内にプラズマが収集される。

第４図を参照する。本実施例のサイラトロンは第２図示
された実施例とは異なった収容構造を有しており、アノ
ード７はアノードグリッド２２によってのみ形成された
収容体内に位置している。

第５図を参照する。本発明に従う別のサイラトロンは一
端に第１の電極２３を有する第１の構造体と抵抗器２６
を介して電極２３に接続されての受動パイアッシングが
与えられる二つのグリッド２４．２５を含んでいる。サ
イラトロンは同様に第１の構造体と同様の第２の構造体
を有している。

第２の構造体は第２の電極２７と、二つの関連するグリ
ッド２８．２９を有している。これらグリッドは能動的
にバイアスされており、抵抗器３０を介して第２の電極
２７に接続されている。制御グリッド１０は、第１の電
極２３に接続されたグリッド２５と第２の電極２７に接
続されたグリッド２８との間に位置している。

動作時において、第２のアノード２７から第１のアノー
ド２３の方向に電子を導通することが要求される場合は
、カソードポテンシャルが第２の電極２７に与えられる
。抵抗器３０の値を適当に選ぶことにより、グリッド２
８と２９との間、およびグリッド２９と電極２７との間
の電位差は、空間３１．３２にプラズマを生成するのに
十分な約数キロボルトにすることができる。プラズマは
、サイラトロンが導通状態にされた時にカソード媒体し
て働く。従って、第２の構造体は次にカソードして働き
、第１の構造体はアノードとして働く。

サイラトロンが導通状態になる前に第１の電極２３にア
ノードポテンシャルが与えられると、電極２３とグリッ
ド２−４との間の空間３３、およびグリッド２４と２５
との間の空間３４にプラズマが発生し、電流立ち上がり
時間が減少する。サイラトロンが導通している間、空間
３３．３４内のプラズマ電荷密度は増大し、他の方向の
導通が急速に達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のホローアノードサイラトロンの一例を示
す概略図、 第２図は本発明のサイラトロンの第１実施例の概略図、 第３図は本発明のサイラトロンの第２実施例の概略図、 第４図は本発明のサイラトロンの第３実施例の概略図、 第５図は本発明のサイラトロンの第４実施例の概略図。 １・・・・・・箱型構造体、 ２．１１．１９．２０．２１・・・・・・空間３・・・
・・・制御グリッド、４・・・・・・カソード、７・・
・・・・アノード、　　８・・・・・・カソード、９．
１３．１４．１５．１６．１７．２２・・・・・・アノ
ードグリッド、１０・・・・・・制御グリッド、１２・
・・・・・導電体。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）アノード、グリッド、プラズマ収容体、および前
   記グリッドとアノードとに異なるポテンシャルを与える
   手段からなり、前記収容体の一部が前記グリッドによっ
   て形成されており、前記収容体内の空間の一部が前記ア
   ノードと前記グリッドとの間に位置しており、これによ
   って動作時にプラズマが前記収容体内に含まれて、逆方
   向導通のためのカソード媒質として働くサイラトロン。
2. （２）複数の収容体を形成するよう配置された複数のグ
   リッド、前記アノードと前記グリッドの各々にそれぞれ
   異るポテンシャルを与える手段を含んでおり、動作時に
   おいてプラズマが前記収容体の各々に含まれて、逆方向
   導通のためのカソード媒質として働く特許請求の範囲第
   （１）項記載のサイラトロン。
3. （３）前記グリッドまたは前記複数のグリッドの少なく
   とも一つが電気的にアノードに接続されている特許請求
   の範囲第（１）項または第（２）項記載のサイラトロン
   。
4. （４）前記グリッドと前記複数のグリッドの少なくとも
   一つがサイラトロンの外部から制御される特許請求の範
   囲第（１）項または第（２）項記載のサイラトロン。
5. （５）電極、グリッド、プラズマ収容体およびこれらグ
   リッドと電極との異なるポテンシャルを与える手段を各
   々有する分離された二つの構造体を含み、前記収容体の
   一部はグリッドによって形成されており、前記収容体内
   の空間の一部は前記電極と前記グリッドとの間あり、こ
   れによって、動作時にプラズマが収容体内に含まれて、
   カソード媒質として働くサイラトロン。
6. （６）少なくとも一つの構造体が、複数の収容体を形成
   するよう配置された複数のグリッドからなり、前記電極
   と前記グリッドの各々にそれぞれ異なったポテンシャル
   を与える手段が設けられており、これによって、動作時
   にプラズマが前記収容体の各々の内部に含まれ、カソー
   ド媒質として働く特許請求の範囲第（５）項に記載のサ
   イラトロン。
7. （７）グリッドのポテンシャルをサイラトロンの外部か
   ら変化する制御手段を含んでいる特許請求の範囲第（１
   ）項乃至第（６）項いずれか一項記載のサイラトロン。
8. （８）前記サイラトロンがトリガーされる前に前記グリ
   ッドと前記アノードまたは電極との間に電位差を形成し
   て、サイラトロンが導通状態になる前に前記収容体内に
   プラズマを生成するように前記制御手段が構成されてい
   る特許請求の範囲第（７）項記載のサイラトロン。