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Dampf-oder gasgefüllte EntladungsrUhre für stetig gesteuerte starke Ströme.
Gegenstand dieser Erfindung ist eine Entladungsröhre mit Dampf-oder Gasfüllung entsprechenden
Druckes, die es gestattet, vergleiehsweise starke Ströme stetig zu steuern.
Bekannt ist, dass man in gasgefüllten Entladungsröhren den Strom steuern kann (siehe Veröffentlichung von Lübke und Schottky in den Wissenschaftlichen Veröffentlichungen des Siemens-Konzerns,
Band 9).
Auch ist bekannt, auf welche Art man in gasgefüllten Röhren Oxydkathoden grosser spezifischer Emission herstellt.
Erfindungsgemäss wird in einer mit Dampf oder Gas entsprechenden Druckes gefüllten Entladungsröhre an einer ionenarmen Stelle einer Hilfsentladung, die sich zwischen einer aktivierten Kathode und einer ihr zugeordneten Hilfsanode abspielt, eine Hauptanode mit einem sie dicht umschliessenden Gitter derart vorgesehen, dass eine selbständige Entladung zwischen diesen beiden Elektroden nicht auftreten kann. Selbstverständlich können erfindungsgemäss in diese Hilfsentladungsbahn mehrere Hauptanoden mit ihren zugehörigen Gittern an entsprechenden Stellen angeordnet werden.
Auch kann jede dieser Elektrodengruppen aus mehreren Anoden und Gittern bestehen, die voneinander abhängig oder unabhängig sind, ebenso wie die Anoden voneinander abhängig oder unabhängig sein können, welch letztere mit ihren zugehörigen Gittern eine oder mehrere Gruppen bilden können.
Alle bisherigen Anordnungen, Entladungsröhren mit stetig steuerbaren starken Strömen herzustellen, benötigten bisher im Innern der Röhren besondere Kühlvorrichtungen, um die erforderlichen niederen Drucke zu erzielen, damit jede selbständige Entladung zwischen den einzelnen Elektroden, untereinander mit Sicherheit unterdrückt wird. Dies war dadurch bedingt, dass man nur Anordnungen wählen konnte, die es nicht gestatten, die längste Distanz zwischen Gitter und Hauptanode auf die genügende Kleinheit zu verringern (mehr als eine Zehnerpotenz kleiner, als die mittlere freie Weglänge der Moleküle).
Die vorliegende Erfindung überwindet diese Schwierigkeiten in folgender Weise : Die Steuergitter-Anodengruppe besteht aus einer z. B. scheibenförmig ausgebildeten Platte (Hauptanode) als positiv vorgespanntes stromaufnehmendes Element, welches von einem isolierten Rohr getragen wird, in dessen Innerem sich die Stromzuführung befindet. Diese Hauptanode ist eng anliegend, aber isoliert von einem entsprechend engmaschigem Gitter vollständig umschlossen. Dieses Gitter ist negativ vorgespannt.
Der Druck im Entladungsgefäss wird nun so gewählt, dass eine selbständige Entladung zwischen den Elektroden nicht auftreten kann. Diese Bedingung ist leicht erfüllbar, wenn man den Ballon genügend gross wählt und die Temperatur des kondensierenden Fülldampfes (z. B. Hg-Dampf) der Grössenordnung nach auf 30-40'hält und wenn man ausserdem erfindungsgemäss durch Heizung der Anode selbst und insbesondere durch die Heizung des die Anode umgebenden Raumes die Dichte des Dampfes oder Gases an diesen Stellen entsprechend herunterdrückt. Wenn dies auch zuerst absurd klingen mag, so ist es doch einleuchtend, dass bei gleichem Drucke (in der Röhre herrscht überall der gleiche Druck !) durch die Verringerung der Dampfdichte die freie Weglänge der Moleküle entsprechend erhöht wird.
Die weiteren, zur Röhre erforderlichen Elemente, sind eine Hochleistungs-Oxydkathode, sowie eine Hilfsanode, die auf einer derartigen Spannung gegenüber der Oxydkathode gehalten wird, dass eine dauernde Ionisation mit Sicherheit aufrechterhalten bleibt. Die zwischen diesen beiden hervorgerufene Entladung umspült eng das eine Saugwirkung ausübende, negativ vorgespannte Gitter und stellt somit die Kathode der Entladungsröhre dar. Die Hauptanode ist somit befähigt, durch ihre positive Vorspannung
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taumladungsfrei Elektroden in grosser Menge durch das Gitter durehzuziehen, ohne eine Ionisation zwischen Gitter und Hauptanode hervorzurufen. Man erzielt somit mit diesen Röhren erfindungsgemäss eine grosse Steilheit (bis zu mehreren Ampères pro Volt), sowie einen inneren Widerstand von besonderer Kleinheit.
Die Röhre ist somit befähigt, bei niedriger Anodenspannung grosse Ströme aufzunehmen und somit grosse Energien abzugeben, die sowohl für Verstärker-, als auch Schwingungszwecke verwendet werden können.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung zeigt die Abbildung. In derselben trägt ein Quetschfuss mit 6 Durchführungen die in der Erfindung beschriebenen Elemente. Die Kathode ist auf den Durchführungen Nr. 2 und 3 angeschweisst. Sie wird zweckmässig in bekannter Weise als Oxydkathode ausgebildet. Die Durchführungen 4 und 5 tragen, durch ein Isolierröhrehen getrennt, einerseits eine plattenförmige Hauptanode A und anderseits ein sie gitterförmig vollständig umbüllendes Netz G, das an keiner Stelle von der Platte einen grösseren Abstand aufweist, als durch die elektrischen und mechanischen Bedingungen unumgänglich erforderlich ist. Die Durchführung Nr. 6 trägt die Hilfsanode.
Die Durchführung Nr. 1 trägt eine Elektrode mit einem Getter, der in bekannter Weise zur Erhöhung des Vakuums während des Pumpvorganges dient. Wird die Glühkathode auf die erforderliche Temperatur gebracht, so ist sie befähigt, in grosser Menge Elektronen abzugeben. Legt man an die Hilfsanode eine Spannung, die beispielsweise bei Hg-Dampffüllung zirka 20 Volt positiv beträgt, so wird sich zwischen diesen beiden Elektroden ein kräftiger, den ganzen Raum des Glasballons erfüllender Lichtbogen ausbilden, der in der Nähe des negativ vorgespannten Steuergitter der Elektrode 4 ein ionenarmes Gebiet aufweist. Aus diesem Gebiete saugt nun die Hauptanode 5 mit ihrer vergleichsweise hohen positiven Vorspannung den notwendigen Nutzelektronenstrom. Dieser Strom wird nun durch die der Elektrode 4 aufgedruckte variable Spannung stetig gesteuert.
PATENT-ANSPRÜCHE :
EMI2.1
und einer Hilfsanode eine Hauptanode in einem sie vollständig und dicht umschliessenden Gitter derart gelagert ist, dass die Umgebung dieser Elektrodengruppe ein ionenarmes Gebiet der Hilfsentladung wird.