Simulation of Current-Voltage Characteristics of Triode Technological High Voltage Glow Discharge Electron Sources with Taking into Account Processes of Interaction of Charged Particles in Anode Plasma

TThe paper studies the problems of mathematical simulation of triode high voltage discharge gap and defines its current-voltage characteristics. We obtain analytical relations to calculate current voltage characteristics of triode high voltage glow discharge (HVGD) electron sources. The proposed calculation technique is based on analyzing charged particles balance in HVGD anode plasma taking into account the condition of self-dependence of its lighting. The model is very simple and universal. Basic model parameters are ge¬ometry dimensions of discharge gap, specifically the longitudinal length of anode plas¬ma, which can be calculated analytically by solving the cubic equation. It is classified as physical-topology model and allows making preliminary theoretical estimations of energy parameters of HVGD electron sources at the pilot design stage. Divergence between calculations and experimental data is less than 15%.

Publication year: 
2012
Issue: 
5
УДК: 
537.525:621.325
С. 12—18. Іл. 3. Бібліогр.: 16 назв.
References: 

1. Плазменные процессы в технологических электронных пушках / Завьялов М.А, Крейндель Ю.Е., Новиков А.А., Шантурин Л.П. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 256 с.
2. Ладохин С.В., Левицкий Н.И., Чернявский В.Б. и др. Электронно-лучевая плавка в литейном производстве. – К.: Сталь, 2007. – 606 с.
3. Денбновецкий С.В., Мельник В.И., Мельник И.В. та ін. Газоразрядные электронные пушки и их применение в промышленности // Электроника и связь. Темат. вып.: Проблемы электроники. – Ч. 2, 2005. – К.: Аверс. – С. 84–87.
4. Мельник І.В. Система науково-технічних розрахунків MatLab та її використання для розв’язання задач із електроніки: навч. посібник у двох томах. Т. 1. Основи роботи та функції системи. – К.: Ун-т “Україна”, 2009. – 508 с.
5. Мельник І.В. Система науково-технічних розрахунків MatLab та її використання для розв’язання задач із електроніки: навчальний посібник у двох томах. Т. 2. Основи програмування та розв’язання прикладних задач. – К.: Ун-т “Україна”, 2009. – 328 с.
6. Мельник И.В. Классификация моделей электронно-оптических систем с точки зрения методологии САПР // Электроника и связь. – 2007. – № 2 (37). – С. 20–31.
7. Мельник И.В., Тугай С.Б. Методика моделирования технологических источников электронов высоковольтного тлеющего разряда // Электронное моделирование. – 32. – № 6. – 2010. – С. 31–43.
8. Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Онищенко Л.М. Высокотем- пературные технологические процессы. Теплофизические основы. – М.: Наука, 1986. – 172 с.
9. S.V. Denbnovetsky et al., “Investigation of forming of electron beam in glow discharge electron guns with additional electrode”, in XVIII-th International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum (XVIII ISDEIV), Eindhoven, The Netherlands, August 17-21, 1998, Proceedings, vol. 2. – Eindhoven Technical University Edition, pp. 637–640.
10. S.V. Denbnovetsky et al., “Model Of Beam Formation In A Glow Discharge Electron Gun With A Cold Cathode”, Applied Surface Science, vol. 111, pp. 288–294, 1997.
11. Мельник И.В., Тугай С.Б. Моделирование геометрии границы анодной плазмы в триодных электродных системах высоковольтного тлеющего разряда // Электронное моделирование. – 34. – № 1. – 2012. – С. 15–28.
12. Новиков А.А. Источники электронов высоковольтного тлеющего разряда с анодной плазмой. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 96 с.
13. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. – М.: Наука, 1971. – 544 с.
14. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. Учебное руководство. – М.: Наука, 1987. – 592 с.
15. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. – М.: Наука, 1981. – 720 с.
16. Мельник И.В. Аппроксимация вольт-амперных характеристик технологических источников электронов высоковольтного тлеющего разряда с использованием средств системы MatLab // Вестник хер- сон. нац. техн. ун-та. – Вып. 2 (35). – Херсон, 2009. – С. 299–305.

AttachmentSize
2012-5-2.pdf197.76 KB

Тематичні розділи журналу

,