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1.2 HID灯工作原理及其特性 1.2.1 HID 灯的工作原理[3][4]5] 通常情况下，气体是良好的绝缘体，不能传导电流。但是在一定的条件下，如强电场、光辐射、离子轰击或高温加热下，气体分子可能发生电离并产生自由移动的带点粒子，在电场的作用下形成电流，这种电流通过气体的现象成为气体放电。热电子发射是弧光放电阴极最主要的一种发射形式，高压汞灯、氙灯、金卤灯的灯电极都是采用这种方式。 图1-2为气体放电过程的伏安特性。图中 OA段为放电初始阶段，随着外加电场的增强，电弧管中外致电离产生的带点离子在电场作用下移动而形成的电流逐渐增大；电弧管中外致电离产生的带电粒子是有限的，当外加电场强度增加的一定程度时，电流将达到饱和而不再增加，如AB段；当外加电场强度继续增加时，原带电粒子在电场作用下不断加速，其会与电弧管中气体粒子碰撞并使之电离，由此产生的新带电粒子会继续与中性粒子碰撞而形成更多的带电粒子，如此雪崩式的放电过程即为 BC段雪崩放电阶段；电压继续增大时，雪崩放电愈加剧烈，放电电流急剧增加，如 CD段，这表明电弧管中气体已经被击穿，相应的 C 点就成为气体着火点，Vg即是气体的击穿电压。管内气体被击穿后，放电可以自我维持，不再需要外致电离因素；电流增加到D点后管压降开始下降至E点，这个过程中电弧管中开始产生可见辉光源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/；EF 段当采取措施如减小外部回路电阻使放电电流增大只会增加阴极的发射面积，因此管压降可以维持不变；当整个阴极面都用于发射后，若继续增加电流的话，则必须升高电压，这样就进入异常辉光放电阶段 FG；继续增大电流，阴极温度升高到能产生显著热电子发射后，电弧管管压降大幅度下降，最后达到某一弧光放电值，产生强烈的弧光。G点之后的这一阶段称为弧光放电阶段，金卤灯稳定工作时就是工作在这个阶段。进入弧光放电状态后，电极和管内气体温度不断升高，管内汞和卤化物开始蒸发，管内气压升高，光辐射逐渐增强。放电管两端的电压逐渐升高而放电电流逐步减小，即具有负阻特性。
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