氫閘流管主要有陰極、柵極、陽極和氫發(fā)生器（儲氫器）、陶瓷外殼五部分組成。 基本結(jié)構(gòu)如圖所示。 為了改善點火特性，減小點火延遲時間，有時還加一個預(yù)點火極， 提供給柵極一個預(yù)電離源，稱四極管。當(dāng)工作電壓超過一定值后，則需疊加?xùn)艠O，做 成雙間隙或多間隙氫閘流管，提高氫閘流管的工作電壓。翼片式陰極結(jié)構(gòu)是為了增加發(fā) 射面積，陰極熱屏是為了減小加熱功率，使溫度分布均勻，同時防止陰極材料濺散到柵極上。陽極和柵極的設(shè)計應(yīng)利于耐壓和散熱。氫發(fā)生器是氫閘流管特有的部件。它是一個金屬管殼，里面有加熱絲并充滿了鈦氫化合物粉末，管壁有孔隙。當(dāng)熱絲通電加熱時，鈦氫化合物粉末就分解而放出氫氣，氫氣由孔隙擴散到氫閘流管內(nèi)的空間，并保證pd值位于帕邢曲線的左支。當(dāng)溫度冷卻后，氫氣通過孔隙又被吸進去并形成鈦氫化合物，使管中維持高真空狀態(tài)。

　　氫閘流管的工作過程是氣體由放電前的隔離高電壓狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉烹姾蟮母邔?dǎo)電狀態(tài)過程，把脈沖時間間隔內(nèi)儲存的能量在脈沖瞬間轉(zhuǎn)換成強功率脈沖輸出。整個過程分三個階段進行。在柵極未加觸發(fā)脈沖時，陽極與陰極之間的間隙隔離高電壓，處于絕緣狀態(tài)。陰極熱絲和氫發(fā)生器熱絲通電預(yù)熱后，陰極達到熱發(fā)射的工作溫度，陰極發(fā)射的電子積蓄在陰-柵之間。 第一階段----柵極點火階段。

　　當(dāng)柵極加觸發(fā)脈沖時，隨著柵壓升高，柵流逐漸增大。當(dāng)柵壓升高到氣體的電離電位時，柵陰空間開始產(chǎn)生電離，柵流繼續(xù)增大。當(dāng)柵流增大到柵極點火電流時，柵極開始點火，柵流明顯突增，柵壓迅速下降，柵陰空間開始放電，并形成等離子體。

　　第二階段---放電由柵極向陽極發(fā)展階段。

　　隨著柵流的繼續(xù)增大，柵陰空間的等離子體濃度迅速增大并開始擴散。擴散到柵孔附近的電子在陽極電場的作用下穿過柵孔向陽極運動，引起柵陽空間的氣體電離，放電就由柵極發(fā)展到陽極。

　　第三階段---整管擊穿階段（陽極到陰的放電階段）。

　　柵陽空間放電后，陽極電流急劇增大，陽極電壓迅速下降，管子進入擊穿放電階段。這時管壓降可以低到幾十到幾百伏，主要由陽極電流、陰極性能、氣體壓力和管子結(jié)構(gòu)等因素決定。只要維持陽極電壓高于管壓降，管內(nèi)就繼續(xù)維持放電。因為等離子體中大量的正離子屏蔽了柵極的負電場，柵極電壓的大小對陰極電流就沒有影響了，所以柵極就失去控制作用，柵極也就不具備關(guān)斷電流的能力。當(dāng)陽極電壓低到不足以維持放電時，放電就停止了，管內(nèi)出現(xiàn)消電離過程。這時陽極電流減小到零，陽極電壓又上升到起始值，陰陽極間又恢復(fù)到高電壓絕緣狀態(tài)。經(jīng)過消電離后，柵極才能恢復(fù)控制作用，然后重復(fù)上述過程。

　?。?）預(yù)熱時間：閘流管能穩(wěn)定工作所需要的最短加熱時間。

　?。?）峰值正向陽極電壓：陽極對陰極的最大瞬時正電壓。

　?。?）峰值反向陽極電壓：陽極對陰極的最大瞬時負電壓。

　?。?）峰值陽極電流：陽極脈沖電流的最大瞬時值。

　?。?）平均陽極電流：陽極脈沖電流的平均值。

　?。?）陽極脈沖電流寬度：陽極脈沖電流上升和下降的瞬時值等于脈沖幅度的70%時所對應(yīng)的兩瞬間之間的時間間隔。

　?。?）最大脈沖功率：閘流管輸出的最大功率，其值為峰值正向陽極壓與脈沖電流乘積的一半。

　?。?）平均輸出功率：閘流管輸出的最大平均功率，為最大陽極電壓與最大平均電流乘積的一半。

　?。?）陽極功率損耗系數(shù)：脈沖電流、陽極電壓和脈沖重復(fù)頻率三者的乘積，它表示管子允許的最大熱損耗。

　　（10）柵極點火和啟動特性：在觸發(fā)脈沖幅度足夠時，柵陰點火時間隨觸發(fā)脈沖斜率的增大而縮短，并趨于一穩(wěn)定值，所以觸發(fā)脈沖斜率越大、幅值越大，點火時間就越短。在陽極電壓一定時，放電從柵極發(fā)展到陽極所需要的柵極電流必須大于啟動電流。

　　氫閘流管在雷達系統(tǒng)、加速器等電路中都是用作脈沖調(diào)制，其典型線路如下圖所示。調(diào)制器開始工作，閘流管處于截止?fàn)顟B(tài)。高壓電源通過充電電感和充電二極管對紡真線充電到額定值。當(dāng)柵極加上觸發(fā)脈沖后，閘流管導(dǎo)通。仿真線通過氫閘流管和脈沖變壓器放電， 脈沖變壓器輸出一定脈寬，一定重復(fù)頻率的矩形脈沖。脈沖寬度取決于仿真線，重復(fù)頻率取決觸發(fā)脈沖的重復(fù)頻率。

　　使用氫閘流管應(yīng)注意以下幾點：

　　(1)予熱時間(一般為5min到15min，以15min為易)：氫閘流管需要足夠的予熱時間，使陰極溫度上升，充分發(fā)射電子，如果予熱時間不夠，會造成正向管壓降過大，正離子轟擊陰極和管內(nèi)打火現(xiàn)象。

　　(2)冷卻：氫閘流管在工作時要發(fā)出大量熱量，管壁很燙，應(yīng)注意冷卻(風(fēng)扇或冷空調(diào)不能停轉(zhuǎn)，否則會減少壽命或損壞氫閘流管)，停機后應(yīng)注意不要立即去碰管子，以免燙傷。注：冷卻后氫氣又吸附在氫發(fā)生器上(相當(dāng)于回收)。

　　(3)氫發(fā)生器電壓調(diào)整(以調(diào)節(jié)氫發(fā)生器的氫濃度)：氫閘流管使用一定時間后，內(nèi)部氫氣壓力會下降，需要提高儲氣器的加熱電壓以增加氫濃度。當(dāng)調(diào)制器直流高壓正常而充電高壓下降，充電電流和管平均電流也下降時，可以懷疑氫閘流管氫氣壓力不夠。

　　調(diào)節(jié)加熱電壓的方法：調(diào)節(jié)串聯(lián)電阻絲的電阻值，使氫發(fā)生器電壓每次以0.2VDC步進增加，如果氫閘流管可以穩(wěn)定工作則可連續(xù)幾次提高管電壓到發(fā)生拉弧(拉弧是氫閘流管的工作上限)后，反過來降低電壓到不發(fā)生拉弧為止(此時的氫發(fā)生器電壓的電壓即為適當(dāng)?shù)臍浒l(fā)生器工作電壓)。

　　(4)如果開機總是過流且氫閘流管發(fā)出很響的聲音，則應(yīng)先判斷氫閘流管是否故障(在判斷前，應(yīng)先檢查氫閘流管的前級，小調(diào)制器部分，看其波形及各參數(shù))，如果是則更換之(如果沒有新管，可把氫閘流管取下來檢查是否為電阻絲燒糊粘連，如果是則可把存放的壞的氫閘流管上的電阻絲取下來換上即可)如果檢查氫閘流管各部分均好，則可采取降低氫閘流管的燈絲電壓(正常為6.2VDC-6.4VDC)的方法：在燈絲變壓器的初級串聯(lián)一個5W(20Ω)電阻，使之降到5.8VDC左右，還不夠則再串聯(lián)一個同樣的電阻直到能正常工作為止。這樣可以暫時解決問題，但需馬上買新管來更換。

　　另外，還有一個除氣裝置，由于新管中的一段內(nèi)壁上涂了一層有吸附作用材料(象活性炭類的東西)，主要吸附空氣中離子等使氫閘流管內(nèi)真空度增加，從而提高管子的使用壽命。

　　(5)由于氫閘流管等真空器件存在自放電現(xiàn)象，使真空度下降，所以真空器件不能長期存放，各備用管要不斷地交替使用以提高管子的真空度，進一步提高使用壽命。

　　(6)造成氫閘流管過流的原因：磁控管打火、老化；重復(fù)頻率過高；氫閘流管內(nèi)壓過高。

　　(7)氫閘流管內(nèi)部裝有氫發(fā)生器，氫發(fā)生器的加熱絲與加熱陰極的氫閘流管燈絲并聯(lián)，在加熱時發(fā)出氫氣，可調(diào)節(jié)氫發(fā)生器的加熱絲的電壓(調(diào)節(jié)底部電阻法)可以使氫閘流管工作穩(wěn)定。

　　(8)氫閘流管工作是否正常：主要看其燈絲電壓是否正常，這關(guān)系到充／放電是否正常(充電電感主要通過充電電流波形來判斷)。M機上雖然有測量孔，但信號線沒有接上，要從主機背后將線接上，方可在控制臺上顯示該充電波形(如果在示波器上看到波形有尖峰打火波形，可確定打火的原因是充電電感內(nèi)部打火引起)。