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Entlafhmgsröhre.
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Entladungsröhlen nach der Erfindung haben somit zweckmässig ein Hochvakuum. Wenn sie eine Gasfüllung haben, so werden die Verhältnisse zweckmässig derart gewählt, dass im Normalbetrieb dadurch keine positive Ionisierung auftritt, dass z. B. die Betriebsspannung unterhalb der Ionisierungsspannung der Gasfüllung liegt.
Von den Stoffen mit niedriger Richardsonschen Konstante werden gemäss der Erfindung zweckmässig diejenigen verwendet, die die Wärme schlecht leiten, Theoretisch kann man dies wahrscheinlich wie folgt erklären ; wenn ein Elektron mit einer gewissen Geschwindigkeit auf eine Fläche trifft, und darin eindringt, so gibt es seine kinetische Energie an die umgebende Materie ab. Je schlechter nun das Wärmeleitvermögen dieses Stoffes ist, um so grösser ist die Wahrscheinlichkeit, dass diese Energie nur auf ein Elektron oder auf einige Elektronen übertragen wird, wodurch letztere in die Lage verseczt werden, die von dem primären Elektron getroffene Fläche als sekundäre Elektronen zu verlassen.
Unter den vorerwähnten Stoffen, deren Riehardsonsche Konstante kleiner ist als 3 Volt, sind denn auch die Oxyde der Erdalkalien besonders geeignet. Letztere bieten noch überdies den Vorteil, dass sie einen verhältnismässig hohen Schmelzpunkt und eine niedrige Dampfspannung haben, so dass auch bei einer Temperaturerhöhung der elektronenaussendenden Elektrode der auf der Oberfläche betindliche Stoff verdampft. Stoffe mit einer Richardsonschen Konstante von weniger als 3 Volt können in verschiedener Weise auf der Elektrodenoberfläche angebracht werden.
So sind z. B. verschiedene Verfahren bekannt, Alkali-oder Erdalkalimetalle in geeigneter Weise in Entladungsröhren einzuführen. Man kann die Stoffe auf der Elektrode anbringen, bevor die Elektrode in der Entladungsröhre untergebracht wird ; öfters kann es aber auch erwünscht sein, dies erst zu tun, wenn die Elektrode sich bereits in der Röhre befindet. Ein zu diesem Zweck geeignetes Verfahren besteht beispielsweise darin, dass man auf der Elektrodenoberfläche eine chemische Verbindung anbringt, die beim Erhitzen zerfällt und dann den gewünschten Stoff ergibt.
Wenn man z. B. Bariumoxyd auf einer Elektrode anzubringen wünscht, kann man zunächst Bariumazid (BaNG) auf die Oberfläche der Elektrode aufstreichen, dann die Elektrode in der Röhre anbringen und sie in der Röhre z. B. während der Entlüftung erhitzen, so dass Azid in Barium und Stickstoff zerfällt und auf der Elektrodenoberfläche Barium zurückbleibt, das schliesslich durch Oxydation in Bariumoxyde umgewandelt wird.
Auch kann man den wirksamen Stoff durch Verdampfen oder Zerstäuben von einer Elektrode auf eine andere überführen. Man kann z. B. den Stoff zunächst auf einer Glühkathode anbringen und dann durch Erhitzen der Kathode verdampfen, damit er an der gewünschten Stelle niedergeschlagen wird.
Auch in anderer Weise kann der Stoff durc. hDestiüationauf einer Elektrodenoberfläeheangebrachtwerden.
Zwecks Anbringung der Erdalkalioxyde auf Elektroden kann man verschiedene zur Herstellung der sogenannten Oxydkathoden bekannten Verfahren anwenden. Ein Anwendungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden beschrieben. Es ist jedoch einleuchtend, dass die Erfindung in vielen anderen Fällen praktische Anwendung finden kann, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
Es sind Entladungsröhren mit drei oder mehr Elektroden unter dem Namen"Dynatron"bekannt, die derart betrieben werden können, dass sie eine sogenannte negative Widerstandseharaktelistik zeigen.
Eine Entladungsröhre dieser Art enthält eine Glühkathode, eine plattenförmige Elektrode und eine zwischen diesen beiden Elektroden angeordnete gitterförmige Elektrode ; gemäss der Erfindung wird nun bei einer derartigen Rohre aut der der Glühkathode zugewandten Fläche der plattenförmigen Elektrode ein Stoff angebracht, dessen Richardsonsche Konstante kleiner als 3 Volt ist.
Es ist einleuchtend, dass ausser den erwähnten drei Elektroden noch eine oder mehrere Hilfselektroden in der Röhre vorgesehen werden können. Gemäss der Erfindung kann die für sekundäre Elektrodenstrahlen bestimmte Elektrode eine derartige Form haben, dass ihre wirksame Fläche ganz oder zum grössten Teil sich selbst zugekehrt ist.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 eine Röhre nach der Erfindung mit einer derartigen Schaltung schematisch dargestellt, dass sie als Generator elektrischer Schwingungen dienen kann. Fig. 2 gibt die Stromspannungscharakteristik einer wie die in Fig. 1 dargestellten Röhre.
Die in der Zeichnung dargestellte Entladungsröhre besteht aus einem in bekannter Weise hochevakuierten Gefäss- ?. Im Innern befinden sich eine Glühkathode 2, die z. B. aus einem Wolframfaden besteht und von einer Batterie 5 Strom erhält, eine gitterförmige Elektrode (Gitter 3) und eine plattenförmige Elektrode (Anode) 4. Die Anode 4 ist auf dem der Glühkathode 3 zugewandten Teil ihrer Oberfläche mit einem Stoff, dessen Richardsonsehe Konstante kleiner als 3 Volt ist z. B. mit einem Erdalkalioxyd oder einem Gemenge derartiger Oxyde versehen. Die Elektrode selbst kann z. B. aus Wolfram, Molybdän oder Nickel bestehen. Zwischen der Anode 4 und der Glühkathode 2 befindet sich ein Schwingungskreis, zu dem ein Kondensator 8 und eine Induktanz 9 sowie eine Batterie 6 gehören.
Von dem Schwingungskreis aus können elektrische Schwingungen auf einen Antennenkreis übertragen werden.
Zwischen dem Glühfaden 2 und dem Gitter 3 befinden sich die in Reihe geschalteten Batterien 6 und 7, so dass infolgedessen das Gitter 3 ein in bezug auf den Glühfaden höheres Potential hat als die Anode.
Die Stromspannungscharakteristik der in Fig. 1 versanschaulichten Röhre ist in Fig. 2 dargestellt.
Die Stromstärken zwischen dem Glühfaden 2 und der Anode 4 sind in dieser Figur als Ordinate und die
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Spannung zwischen dem Glühfaden und der Anode in der Abszissenriehtung aufgetragen. Die Spannung zwischen dem Glühfaden 2 und dem Gitter 3 bleibt konstant. Aus Fig. 2. ist ersichtlich, dass der Strom zunächst mit der Spannung zunimmt, so dass die Röhre in diesem Bezirk (. A-C) eine positive Widerstandscharakteristik hat. Vom Punkt C ab nimmt der Strom mit zunehmender Spannung ab, bis bei 11 der Strom 0 geworden ist und darauf negativ wird. In dem Bezirk (C-B-D) zeigt die Rahrceihe also
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Sekundärstrahlung wird von primären Elektronen, die vom Glühfaden 2 herrühren und das Gitter 3 durchlaufen haben, ausgelöst.
Die sekundären Elektronen bewegen sich nach dem Gitter 3 das, wie schon gesagt, ein in bezug auf den Glühfaden höheres Potential hat als die Anode 4. Die sekundäre Elektronenemission nimmt bei Höherwerden der zwischen dem Glühfaden 2 und der Anode 4 herrschenden Spannung zu, bis die Anode 4, wenn die Spannung den Wert A-B erreicht hat, ebenso viele sekundäre Elektronen aussendet, wie sie primäre Elektronen empfängt. Steigt diese Spannung noch höher, so sendet die Anode mehr Elektronen aus als sie empfängt.
Aus der in Fig. 2 dargestellten Kurve ist die wichtige Verbesserung, die die bisher gebräuchlichen Entladungsröhren durch die Erfindung erfahren haben, erkennbar.
In einer Hochvakuumröhre, wie sie Fig. l darstellt, bei der die Anode in üblicher Weise aus Wolfram, Molybdän oder Nickel besteht, muss die Spannung zwischen dem Glühfaden und der Anode 4 mindestens einen Wert von ungefähr 200 Volt etreichen, bevor die Anzahl ausgesandter sekundärer Elektronen der Anzahl empfangener primärer Elektronen gleich ist. Bei den bisher gebräuchlichen Dreielektrodenröhren beträgt die Spannung A-B in Fig. 2 also mindestens 200 Volt. Bei der Entladungsröhre gemäss der Erfindung, bei der die Anode 4 z.
B. aus einer Nickelplatte bestehen kann, auf deren Oberfläche ein Erdalkalioxyd oder ein Gemenge solcher Oxyde angebracht ist, beträgt die Spannung A - B nur ungefähr 30 Volt, wenn die Gitterspannung 50 Volt ist, während mit steigender Gitterspannung der kritische Wert A- B der Anodenspannung allmählich abnimmt und unter 25 Volt fallen kann.
Der Nachteil der gebräuchlichen Dynatrons, dass sie stets mit einer verhältnismässig hohen Spannung betrieben werden müssen, ist also durch die Erfindung behoben.
In Fig. 1 der Zeichnung sind die drei Elektroden schematisch nebeneinander dargestellt. Bei praktischen Ausführungsformen der Röhre können die Elektroden z. B. konzentrisch zueinander angeordnet werden, wobei der Glühfaden in der Mitte befestigt wird.
In diesem Falle hat die Anode die Gestalt eines Zylinders, dessen Querschnitt z. B. kreis-oder ellipenförmig ist. Die wirksame Fläche der Anode, die an der Innenseite des Zylinders liegt, ist bei dieser Ausführungsform überall sich selbst zugekehrt, was den Vorteil ergibt, dass, falls der wirksame Stoff z. B. durch Zerstäuben die Oberfläche der Anode verlassen würde, ein grosser Teil desselben an anderer Stelle wieder auf die wirksame Oberfläche der Elektrode zurückkommt. Überhaupt werden denn auch zweckmässig diejenigen Elektrodenformen benutzt, bei denen Teile der wirksamen Fläche sich gegen- über anderen Teilen derselben Fläche befinden oder bei denen diese Fläche im Querschnitt ohne ganz oder assnäherndganz in sich selbst geschlossene Linie zeigt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Eine zur Auslösung einer sekundären Elektronenemission gee, gnete Entladungsröhre, dadureh gekennzeichnet, dass die wirksame Fläche einer oder mehrerer Elektroden, die für die sekundäre Elektronen- emission dienen können, einen Stoff enthält, dessen Richardsonsche Konstante kleiner als 3 Volt ist.