冷阴极计数管

维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索

冷阴极计数管是一类特殊的电子管,曾在二十世纪五六十年代的计算机中作为内存储器使用。

WITCH计算机中使用了数量巨大的计数管
工作中的计数管

内部结构[编辑]

计数管内部填充有惰性气体,类似气体辉光管,因而具有较长的寿命。计数管大致可以分为两类:共阴极计数管与独立阴极计数管。共阴极计数管内部阴极相连(‘0’阴极除外),‘0’阴极被单独引出以用于联级传输脉冲(例如十进制计数管1-9阴极相连),在管子中心有一个圆板状阳极(某些计数管带有辅助阳极),此外还有2个控制极,位于每一阴极的左右两边,用来控制脉冲传递的方向。独立阴极计数管结构大致与共阴极相同,只是每一个阴极被独立引出。

计数管的工作[编辑]

由于不同型号的计数管气体成分与放电间隙有一定差异,因而工作电压也不相同。类似于冷阴极充气管(通常叫做稳压管),我们需要在阳极加上一定的高压才能使其正常工作,一般在450V上下。我们不妨将一枚计数管看作数个冷阴极充气管被封装在同一个玻璃泡内。从这个观点来看,我们将会找到许多与之相似的特征,因而某些参数的计算也可以参照充气管进行。

阶段1:辉光放电[编辑]
工作中的计数管

当阴极与阳极之间的电压逐渐升高,原本存在于气体内部少量离子获得动能,向电极方向移动,不断撞击稀有气体分子使其电离,在阴极与阳极之间产生微小电流,当电压达到一定数值时,我们将会在阴极附近看到明亮的辉光,此时阴极与阳极之间电压恒定,这是辉光放电过程的一个显著特征。由于气体成分不同将导致辉光放电的颜色有少许差异。计数管的内部构造决定了第一次放电会随机出现在某一阴极上,因此需要额外的电路完成复位操作。

阶段2:辉光转移[编辑]

该过程的实现是利用两枚控制电极完成的,利用控制极1与控制极2脉冲先后,可以控制向上一阴极或下一阴极转移。转移的速度决定了计数管的工作频率,充入惰性气体的计数管工作频率通常较低,一般在5kHz上下,而充入氢气的计数管频率可以高达几百kHz。

辉光转移过程示意

随着电子管半导体器件几乎全面替代(电子管仍在某些特定领域发挥不可替代的作用),计数管也失去其原来的用途,无论是分频还是存储,都远远落后于半导体器件。但也仍有不少爱好者使用计数管来制作电子钟或某些指示器。

外部链接[编辑]

  • Sandor, Nagy, A Dekatron tube display, Asimov Teka (interactive stochastic simulation), EU .