[其他]餓流放大式電離真空計發射電流穩定器

無效

• 申請號: 85200112
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85200112U
• 公開（公告）日: 1986-09-24
• 發明（設計）人: 段振華;張虹
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56;G01L21/32
• 代理公司: 北京大學專利代理事務所
• 代理人: 邵可聲,周政

本實用新型屬于電子技術領域。

電離真空計發射電流穩定器有各種形式，但基本原理則大致相同，即從發射電流取出信號通過放大器放大再反饋控制電離真空規管的燈絲電流使發射電流穩定。該穩定器用于電離真空計也有各種產品可在市場上見到，如國產FBDZ－A型副標準電離真空計。

這些產品有的雖有一定控制精度但電路復雜、產品笨重、價格昂貴。有的雖然簡單但又達不到滿意的控制精度。本實用新型從電路原理來說是屬于已知技術，甚至作為本實用新型的核心餓電流放大器以及所用元件的常規特性也屬公知。但是，本實用新型恰恰在于利用了普通三極管，在特殊工作狀態下的特性，使之配合餓電流放大器，充分發揮了電路效益達到了意想不到的效果。

電離真空計發射電流穩定器的電路見圖2有如下特點：

1.燈絲電壓低，U_f＝1.4V，而燈絲電流大，I_f＝3A。

2.欲控制穩定的發射電流Ie很小，一般在50μA到1mA數量級。

3.為提高真空度的測試精度。要求發射電流的穩定系數 Ki＝ (△Ie)/(Ie) 為±0.5％或更好。如作為國家副標準的FBDZ－A型的額定穩定系數＜±1％。

根據上述特點及要求、如何提高放大器的穩定度及其增益這是本實用新型的核心目的。這里對放大器采用了餓電流放大的方式以配合小信號電流，低工作電壓，在技術上則利用了普通元件在特殊條件下的特性。

為提高放大器工作電壓的穩定性，使之配合餓電流放大的運用狀態。這里不采用通常的穩壓二極管穩定技術而選用普通硅三極管eb結的反向擊穿特性。普通小功率硅管eb結反向擊穿特性類似于穩壓管的穩壓特性，擊穿點在6.4伏左右。但一般穩壓管在擊穿電流I≥5mA時才進入線性區，而普通硅三極管eb結反向擊穿電流I在μA數量級就已進入線性區并且線性區的等效電阻r≈40Ω與穩壓二極管的相當。這一重要特性就決定了它在小電流的工作條件下會獲得一般穩壓管達不到的穩壓效果，因為電壓穩定系數 Kv≈ (r)/(R限) 。r為線性區等效電阻，R_限為穩壓管的限流電阻。由于在小電流下工作，在同樣工作電壓下，采用普通三極管eb結的這種特性，R_限就可以取得比較大。若R_限可以取得比普通穩壓管時大一至三個數量級，則顯然Kv比采用普通穩壓管的要優一至三個數量級。

餓電流放大器（附圖1）。由于信號電流很小，晶體管〔5〕的Uce動態范圍又不大，所以由管〔5〕組成的放大器處于靠近晶體管的截止區和飽和區的餓電流狀態下工作。對此管子的選擇要求在Ic較?。ɡ鐢担玻┫戮哂休^高的β值（例如β≥50），要求管子的Uce飽和≤0.1V。該級工作的技術參數如下：集電極電源穩壓值為6.4伏，由小功率硅管〔2〕的eb結反向設置提供；管〔5〕的????Uce≈2V（如由圖2電離真空規管〔4〕燈絲電壓1.4伏加上控制級復合調整管〔7〕的幾個正向PN結壓降構成）；〔5〕的集電極負載電阻〔1〕為51KΩ或更大一些；管〔2〕的限流電阻〔3〕取25KΩ或更大一些；電源電壓18V由控燈絲電流電源經倍壓提供。通過〔2〕的最大電流為I_限＝ (18－6.4)/(25K) ≈0.5mA而其穩定系數Kv≈ (r)/(R_限) ＝ 40/(25K) ＝1.6×10^－3。管〔5〕的集電極電流ic≈ (6.4－2)/(51K) ≈86μA。基極電流ib≈ (ic)/(β) ≈ 86/50 ≈1.7μA。顯然，在餓電流狀態運用時適當加大管〔5〕的負載電阻〔1〕以及將電阻〔6〕上由Ie引起的信號電壓全部加到管〔5〕的輸入端eb結上進行放大對提高這一級的增益是有效的。

由上述餓電流放大器運用于電離真空計發射電流穩定器（附圖2其中〔4〕為電離真空規管，〔7〕為復合調整管）這一實施例，其實際效果為：

在外電源電壓 220變化±10％時

(△Ie)/(Ie) ≤±0.4％

在電離真空規管的氣壓由10^－5托突然放入大氣（760托）時

(△Ie)/(Ie) ≤±0.4％

其性能優于或完全可以同FBDZ－A型副標準電離真空計相匹敵，但從成本、結構、體積等方面則遠遠超過FBDZ－A型的經濟效益。