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den Gitteröffnungen gegenüberliegenden Stellen aufgebracht wird, so dass z. B. bei einem aus parallelen Stäben bestehenden Gitter ein aus Rechtecke zusammengesetztes, bei einem Wendelgitter ein spiralförmiges und bei einem Maschengitter ein rautenförmiges Muster auf der Kathodenoberfläche entsteht (vgL Fig. 3-5). Diese Oberflächenbehandlung ist sowohl bei indirekt als auch bei direkt geheizten Kathoden anwendbar.
Ein anderer Weg, um die Emissionsfähigkeit der Kathode auf bestimmte Teile der Oberfläche zu beschränken, besteht in einer besonderen Leitung des Formierungsprozesses der Kathode. Im allgemeinen verfährt man bei der Aktivierung von Oxydkathoden so, dass die Kathodenoberfläche mit einem geeigneten Oxyd, z. B. Bariumoxyd, bedeckt und daraus metallisches Barium, dessen Anwesenheit das Emissionsvermögen begründet, ausgeschieden wird. Während des Formierungsvorganges verbindet man Gitter mit Anode und legt an diese eine Spannung von etwa 50 bis 100 Volt, wobei die ganze Kathodenoberfläche gleichmässig behandelt wird.
Erfindungsgemäss findet die Formierung in der Weise statt, dass die Anode auf eine verhältnismässig hohe positive Spannung, beispielsweise 500 Volt, gebracht wird, während man das Gitter mit der geheizten Kathode verbindet oder auf ein negatives Potential bringt.
Dadurch werden nur jene Teile der Kathodenoberfläche aktiviert, d. h. in metallisches Barium übergeführt, welche nicht im Schatten der Gitterdrähte liegen ; das dazwischen verbleibende Oxyd ist emissioilsunfäliig.
Ebenso kann man auf einer gleichmässig aktivierten Kathodenfläche jene Stellen, deren Emissionsfähigkeit unterdrückt werden soll, mit emissionsunfähigen Stoffen, z. B. Zirkonoxyd, abdecken.
Der Erfindungsgedanke führt aber weiterhin auch noch zu ganz neuen Formen der Kathode und der Steuerorgane, welche von den bisher üblichen grundsätzlich abweichen. Man kann nämlich die Forderung, dass eine Elektronenemission nur an den der Gitteröffnung gegenüberliegenden Stellen stattfinden soll, auch dadurch erfüllen, dass die Kathodentemperatur an diesen Stellen hoch, dagegen dort. wo eine Elektronenemission unerwünscht ist, niedrig gehalten wird.
Dieselbe Wirkung erzielt man auch dadurch, dass man jene Teile der Kathodenoberfläche, welche keinen Beitrag zum Entladungsstrom liefern sollen, vertieft anordnet. Auf diese Weise erhält man Hohlräume, in denen sich Elektronenraumladungen ansammeln (sogenannte Raumladungsnester"), die einen Austritt weiterer Elektronen an diesen Stellen hemmen.
In den Fig. 6 und 7 sind beispielshalber Elektronenröhren, in denen vom Erfindungsgedanken in verschiedener Weise Gebrauch gemacht wird, dargestellt.
Die Fig. 6 zeigt in zwei Projektionen eine Doppeltriode. Es bedeuten : 11 eine indirekt geheizte Flachkathode, die durch Streben 12 an einer ringscheibenförmigen Hilfskathode 13 gehaltert ist ; 14 und 15 Steuerelektroden, 16 und 17 Anoden von Hohlzylinderform. Die sogenannte Hilfskathode ist eine nicht geheizte bzw. niedrig temperierte und daher nicht emittierende Metallseheibe, welche im Interesse einer ungestörten Feldverteilung zweckmässig auf Kathodenpotential gehalten wird. Steuerzylinder und Anode sind in dem Ausführungsbeispiel unmittelbar auf die Innenwand des Glaskolbens 18 aufgebracht und können dementsprechend aus einem dünnen leitenden Niederschlag (z.
B. aus Silber
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zylindern bzw. gelochten Scheiben aufzubauen und z. B. an der Hilfskathode 13 zu befestigen. Die Hilfskathode 13 ist durch- eine Einschmelzung 19 mit der Glaswand verbunden, durch welche auch die Zuleitungen zur Kathode und zu den Steuerelektroden M und. M nach aussen geführt werden. 20 und 21 sind die Zuleitungen zu den beiden Anoden 16 und 17. Da die unmittelbar den Gittern benachbarten Stellen der Kathodenoberfläche von der kalten Hilfskathode 13 gebildet werden, tritt ein Gitterstrom erst bei relativ hohen positiven Werten der Gitterspannung auf. Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen ergibt diese Bauart ausserdem eine gegen starke Erschütterungen besonders unempfindliche Konstruktion.
Ausser Trioden lassen sich nach dem Beispiel der Fig. 6 natürlich auch Schirmgitterröhren, Raumladegitterröhren oder Penthoden usw. herstellen. Solche Röhren haben gegenüber denjenigen mit dem bisher üblichen Aufbau den Vorteil, dass nicht nur die Steuerelektrode im Bereich kleiner positiver Spannungen, sondern auch alle übrigen positiven Elektroden (Raumladegitter, Schirmgitter) mit Ausnahme der Anode keinen Elektronenstrom von der Kathode her aufnehmen, so dass eine geringere Belastung und daher auch eine Verbilligung der Stromquellen erreicht wird.
Natürlich kann der Zweck der Erfindung auch durch eine z. B. scheibenförmige Steuerelektrode mit mehreren Öffnungen erreicht werden, wenn gegenüber jeder Öffnung eine Glühkathode angeordnet ist und der Zwischenraum in der den Kathoden gemeinsamen Ebene durch eine kalte Hilfskathode ausgefüllt wird.
Ein Ausführungsbeispiel hiefür ist in der Fig. 7 schematisch im Schnitt angedeutet. Es handelt sich hiebei um eine symmetrisch gebaute Schirmgitterröhre mit flachen Elektroden. Die beiden Elektrodensysteme können entweder durch Verbinden der gleichwertigen Elektroden parallel geschaltet werden oder auch in Gegentakt arbeiten. In einem Glaskolben 30 ist eine indirekt geheizte, beiderseits emissionsfähige Flachkathode 31, deren Heizelement mit 32 angedeutet ist, mittels einer ringscheibenförmigen Hilfskathode 3, ! befestigt. Zu beiden Seiten sind die Steuerelektroden 34 und 35 angeordnet,
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welche mit Öffnungen 36 versehen sind. Dahinter liegen die Schirmgitter 37, 38, welche genau ebenso ausgebildet und derart angeordnet sind, dass die Öffnungen sich decken.
Die äussersten Elektroden (Anoden) haben die Form von Scheiben 39, 40. Durch geeignete Oberflächenbehandlung wurden nur die mit 41 bezeichneten Stellen der Kathode, welche unmittelbar hinter den Durchbrechungen der Gitterelektrode liegen, aktiviert. Selbstverständlich kann eine zweckmässige Verteilung der Emissionsfähigkeit auch dadurch hergestellt werden, dass je ein selbständiger Kathodenkörper unter jeder Öffnung der Steuerelektrode angeordnet wird. Die einzelnen Kathodenkörper können durch eine geeignet ausgebildete Hilfskathode zu einem einheitlichen Konstruktionsteil verbunden werden. Die emittierenden Flächen werden selbstverständlich miteinander leitend verbunden ; die Heizkörper für die einzelnen Kathoden können nach Bedarf in Reihe oder parallel geschaltet werden.
Zusammenfassend soll noch darauf hingewiesen werden, dass die durch die Erfindung erzielten Vorteile einmal in der Erhöhung der bei gleicher Heizleistung entnehmbaren Anodenstromleistung bestehen und ferner darin, dass der Arbeitspunkt auf einen steileren Ast der Kennlinie verschoben wird.
Ausserdem können die negative Gittervorspannung und die zu ihrer Erzeugung notwendigen Hilfsmittel (Spannungsteiler, Batterie usw. ) fortfallen. Die Erhöhung der Anodenleistung bei unverändertem Heizstromverbrauch ist insbesondere bei Leistungsrohren für Kraftverstärker und Sender von grosser Bedeutung, während die Unterdrückung des Gitterstromes und die Vereinfachung der Schaltung auch bei kleinen Röhren für Empfangs- und Verstärker zwecke von Vorteil ist.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Elektronenröhre mit einer Kathode, einer Anode und mindestens einer Gitterelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass die Emissionsfähigkeit jener Teile der Kathode, die einen unerwünschten Gitterstrom liefern würden, unterdrückt ist.