伪火花开关（PSS）的功能及应用

20世纪50年代末期，德国科学家J.Christiansen在研究平板电子雪崩探测器时，发现在巴申曲线低谷附近常常发生异常放电现象，并导致计数器工作失效。20年之后，J.Christiansen与C.Schultheiss重新研究这一现象，通过采用空心阴极结构，他们将这种放电从电极边缘转移到了电极中心，进一步研究表明，这是一种新的放电现象，它具有辉光放电的外形，又有火花放电时的大电流、窄时延和小抖动的特性，但是其放电机理和放电过程既不同于辉光放电，也不同于火花放电，因此命名为伪火花放电。

伪火花开关（Pseudo Spark Switch，PSS）是一种低气压（1～80Pa）的气体放电开关，其工作过程大致分4个阶段：汤生（Townsend）放电阶段—空心阴极阶段—超发射阶段（或大电流阶段）和电弧—介质恢复阶段。

在汤生放电阶段，由于电子的平均自由行程较长，故放电沿着极间最长路径发生。电极的结构形成的电场分布使得电子在阴极内经过的路程变长，增加了孔内的电离，同时电离产生的电子在轴向电场作用下很快被引出，在奔向阳极过程中电离产生大量的正离子，正离子向阴极孔运动。由于电子的扩散速率大于离子的扩散速率，结果在阴极孔内形成正离子积累，产生强烈的正空间电荷区，形成所谓虚阳极。在阴极之间形成强电场区域，使电离增加，同时正离子轰击阴极内表面，产生二次电子发射，使电流急剧上升，形成所谓超发射阶段，其后电流继续升高，由放电产生的热效应而转入金属蒸气电弧阶段。(www.xing528.com)

伪火花开关与触发真空开关、闸流管及引燃管等相比，在开关的通流能力、电流上升率、寿命、触发和抖动方面都有了较大改善，这是伪火花开关的最大优点之一。但现有的伪火花开关耐受电压还比较低，需要研究提高伪火花开关耐受电压的方法。