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Elektrische Entladungsröhre.
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungsröhre.
Es ist bekannt, dass man z. B. bei Entladungsröhren zum Empfangen oder Verstärken von elektrischen Schwingungen stets bestrebt ist, die Steilheit, d. h. das Verhältnis der Anodenstrom- änderung zur Gitterspannungsänderung, durch welche diese Anodenstromänderung herbeigeführt wird, möglichst hoch zu machen, was besonders bei denjenigen Entladungsröhren, die zum Verstärken von elektrischen Schwingungen dienen, von grosser Wichtigkeit ist.
Die Steilheit ist unter anderem von dem Abstand zwischen dem Gitter und der Kathode abhängig ; es ist z. B. möglich, die Steilheit dadurch zu vergrössern, dass das Gitter näher an der Kathode heran angeordnet wird. Damit können jedoch Nachteile baulicher Natur verbunden sein.
Ausser auf die Steilheit wurde die Aufmerksamkeit auf das Verhältnis der Steilheit zu der Heizenergie der Kathode gerichtet und gefunden, dass dieses Verhältnis vergrössert werden kann, wodurch der Betrieb der Entladungsröhre wirtschaftlicher wird ; man erhält nämlich eine bestimmte Steilheit bei einer nur geringen Heizenergie.
Bei einer Entladungsröhre gemäss der Erfindung, die eine zweckmässig indirekt heizbare Kathode, ein oder mehrere Gitter und eine oder mehrere Anoden enthält, ist zu diesem Zweck der Wert der Heizenergie der Kathode je Kathodenoberflächeneinheit derart gewählt, dass der Quotient der Steilheit und der Heizenergie, als Funktion der Heizenergie betrachtet, den Höchstwert oder nahezu den Höchstwert hat, denn es wurde gefunden, dass wenn man den normalen Wert der Heizenergie unbeachtet lässt, diesen Wert ändert, dabei jedesmal die Steilheit bestimmt und dann den Quotienten der Steilheit und der Heizenergie graphisch als Funktion der Heizenergie aufträgt, die auf diese Weise erhaltene Kurve ein Maximum zeigt.
Durch einen derartigen Bau der Entladungsröhre, dass der genannte Quotient bei Anwendung der normalen Heizenergie den Höchstwert hat, wird der Vorteil erzielt, dass die Steilheit möglichst billig", d. h. mit einer geringstmöglichen Heizenergie erhalten wird. Diese Energieersparnis ist nicht nur von unmittelbarem wirtschaftlichem Volteil, sondern ist z. B. auch von Wichtigkeit, wenn die Entladungsröhre in einem abgeschlossenen Raum angeordnet wird, wie dies z. B. bei Verwendung der Röhre in einem Radioempfangsgerät der Fall sein kann. Die in diesem Raum durch die Heizenergie der Kathode verursachten Temperaturerhöhungen sind oft sehr bedeutend und geben zu obelständen Anlass.
Da mit Hilfe der Erfindung eine bestimmte Steilheit bei einer geringeren Heizenergie als die der bisher bekannten Röhren erhalten wird, können diese Übelstände ganz oder wenigstens teilweise behoben werden.
Es ergibt sich, dass das Verhältnis der Kathodenoberfläche zu der Heizenergie der Kathode erheblich grösser als bei den bisher bekannten Röhren ist, d. h. die Temperatur der Kathode einer Röhre ist, d. h. die Temperatur der Kathode einer Röhre gemäss der Erfindung ist erheblich niedriger als die gebräuchlichen Kathodentemperaturen. Es ist infolgedessen möglich, die Lebensdauer der Kathode erheblich zu vergrössern.
Es ist einleuchtend, dass der Quotient der Heizenergie und der Kathodenoberfläche nicht immer
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Maximum der obenerwähnten Kurve zusammenfällt. Kleine Abweichungen in diesem Quotienten sind zulässig, ohne dass dies einen allzu ungünstigen Einfluss auf das Verhältnis der Steilheit zu l Heizenergie hat. Es sind Abweichungen bis zu 20% zulässig.
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energie als bei den bekannten Röhren erreicht werden. In sehr vielen Fällen ist es empfehlenswert, nicht oder nicht nur die Heizenergie zu verringern, sondern auch die Kalhodenoberfläcl e zu vergrösscrr.
Bei einer und derselben Heizenergie der Kathode können sodann viel grössere Steilheiten erzielt werden als in den bekannten Entladungsröhren.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig. 1 beispielsweise eine Entladungsröhre gemäss der Erfindurg schematisch darstellt, während Fig. 2 die Beziehung zwischen dem Quotienten der Steilheit und der Heizenergie der Kathode und dieser Heizenergie angibt.
Die in Fig. 1 dargestellte Entladungsröhre besitzt eine Glatwandung 1, an die ein Füsschen 2 angeschmolzen ist, auf dem drei Elektroden befestigt sind. Die Kathode der Entladungsröhre ist indirekt heizbar und besteht aus einem Nickelröhrchen 3, innerhalb dessen ein Heizkörper 4 angeordnet ist. Das Kathodenröhrehen 3 hat eine Länge von 30 mm, wällrend der Querschnitt nahezu rechteckig ist. Die Breite und die Dicke dieses Querschnittes sind 5 bzw. 1 mm. Die Kathodenoberfläche beträgt etwa 360mm2. Der Heizkörper 4 besteht aus einem haarnadelförmig gebogenen Wolframdraht.
Der gewöhnliche beim Betrieb angewendete Heizstrom des Elementes 4 beträgt 1'25 Amp., während die Spannung des Heizstromes 4 Volt ist. Diese Grcssen werden in der Regel auf der Röhre oder auf der Verpackung angegeben. Dienormale Heizenergie der Kathodebeträgt daher5Watt. Um eine Röhre zu bauen, die bei der gegebenen Heizenergie von 5 Watt so konstruiert ist, dass diese Heizleistung ungefähr im Maximum der in Fig. 2 angegebenen Kurve liegt, wird es für den Fachmann notwendig sein, bei einer bestimmten Grösse der Oberfläche der Kathode diese Kurve aufzunehmen und dann zu bestimmen, bei welcher Leistung dieses Maximum bei einer solchen Kathodenoberläche liegt.
Durch Änderung der Kathodenoberfläche wird es dem Fachmann dann möglich sein, eine solche Oberfläche zu finden, dass die zu bauende Röhre die Merkmale der vorliegenden Erfindung besitzt.
Der Heizkörper 4 ist von einem isolierenden Stoff 5 umgeben. Dieser z. B. aus Magnesiumoxyd bestehende isolierende Stoff kann auf bekannte Weise, z. B. durch Aufspritzen auf den Heizkörper 4, aufgebracht werden. Das Kathodenröhrehen ist auf der Aussenseite mit einem elektronenemittierenden Stoff, z. B. Bariumoxyd, überzogen.
Die Kathode ist von einem Gitter 6 umgeben, das aus einem schraubenlinienförmig um die Stützdrähte 7 herum gewickelten Nickeldraht besteht. Der Abstand zwischen der Kathodenoberfläche und dem Gitterdraht ist möglichst gering gehalten und beträgt z. B. 0'5 mm.
Die Röhre weist ausserdem eine Anode 8 auf, die an den Stützdrähten 9 befestigt ist. Diese Anode besteht aus einer Nickelplatte. Die verschiedenen Stützdrähte des Gitters und der Anode sind am oberen Ende durch einen Glasstab 10 verbunden, an dem die Stütze 11 der Kathode befestigt ist.
Die unteren Enden der verschiedenen Stützdrähte sind in die Quetschstelle 12 eingesehmolzen, durch welche ausserdem die erforderlichen Stromzuführungsdrähte hindurchgeführt sind.
Das Verhältnis der Steilheit zu der Heizenergie der Kathode der in Fig. 1 dargestellten Entladungsröhre ist in Fig. 2 als Funktion der genannten Heizenergie aufgetragen. Unter Steilheit ist hier die grösste Steilheit im negativen Gebiet der Gitterspannung der Anodenstrom-Gitterspannungskennlinie zu verstehen. Die Steilheit ist in Milliamp. pro Volt gemessen, während die Heizenergie in Watt ausgedrückt ist. Es zeigt sich, dass die in Fig. 2 dargestellte Kurve ein Maximum aufweist, das erreicht wird, wenn die Heizenergie 5#25 Watt ist. Wie oben angegeben wurde, beträgt die normale Heizenergie 5 Watt.
Die Steilheit ist hiebei um 7'7 Amp./Volt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann die normale Heizenergie einigermassen von dem Wert abweichen, bei dem die Kurve ein Maximum aufweist, ohne dass das Verhältnis der Steilheit zu der Heizenergie viel von dem Höchstwert abweicht. In der Figur sind auf der Abszissenachse zwei Punkte. W1 und W2 angegeben, die Energiemengen darstellen, welche um 20% von der Heizenergie der Kathode abweichen, bei der die Kurve ihr Maximum aufweist.
Die zugehörigen Verhältnisse der Steilheit zu der Heizenergie sind verhältnismässig nur wenig kleiner als der Höchstwert dieses Verhältnisses. Die Erfindung erstreckt sich daher auch auf jene Entladungsröhren, bei denen das Verhältnis der Steilheit zur Heizenergie nicht genau seinen Höchstwert aufweist, sondern deren Heizenergie nur 20% oder weniger von dem Wert abweicht, der dem Höchstwert des angegebenen Verhältnisses entspricht.