AT158370B

AT158370B - Sekundäremissionsverstärker.

Info

Publication number: AT158370B
Authority: AT
Original assignee: Farnsworth Television Inc
Priority date: 1936-10-31
Filing date: 1937-10-30
Publication date: 1940-04-10

Description

Sekundäremissionsverstärker.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mittel zur Elektronenvervielfachung und insbesondere auf
Sekundäremissionsverstärker, bei denen eine kontinuierliche Feldkomponente in der Längsrichtung von sekundäremittierenden Oberflächen vorhanden ist. Gegenstand der Erfindung sind Anordnungen zur wirksamen Elektronenvervielfachung, zur Erzielung einer hohen Gleich-oder Wechselstromverstärkung, zur Herstellung von Sekundäremissionsverstärkern, bei welchen der Verstärkungsgrad über einen weiten Bereich verändert werden kann, zur Ablenkung der Elektronen, wobei der Aufprall der Elektronen an Punkten zunehmenden Potentials entlang einer kontinuierlichen Sekundäremissions- fläche erfolgt, sowie auf geeignete Elektrodenanordnungen in Sekundäremissionsverstärkern, welche die störenden Einwirkungen der Raumladung auf ein Minimum herabsetzen.

In der erfindungsgemässen Sekundärelektronenrohre werden die Elektronen durch ein elektrisches Feld, welches eine Komponente parallel zur Oberfläche der Auslöseelektrode bzw.-elektroden besitzt, zwischen diesen Oberflächen hin-und hergeführt. Die Erzeugung der parallel zu den Oberflächen gerichteten Feldkomponente eifolgt durch eine zwischen den Oberflächen angeordnete Anode, die ein Potentialgefälle besitzt, und durch ein Potentialgefälle längs der sekundäremittierenden Oberflächen.

Die wichtigsten der zahlreichen Vorteile der Erfindung werden an Hand der Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren nachstehend beschrieben.

Fig. 1 stellt die schematische Schaltanordnung einer erfindungsgemässen Sekundäremissionsverstärkeranordnung für Gleichstromverstärkung dar. Fig. 2 erläutert durch einen schematisch dargestellten Schnitt eine Anordnung entsprechend Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine betriebsmässige Schaltung. Der Heizfaden 42 wird von einer hier nicht gezeichneten Energiequelle geheizt ; eine durch das ankommende Signal modulierte Anzahl der emittierten Elektronen gelangt durch die Öffnung 57 in die Vervielfachungskammer. Die Steuerung erfolgt mittels der mit einer Öffnung versehenen Elektrode 45, der eine wechselnde Ladung von dem Signalstrom der Eingangsleitung 66 über den Kondensator 65 zugeführt wird. Das der Kathode zugewendete Ende der Vervielfachungskammer ist mit dem negativen Ende einer Hochspannungsbatterie 67 verbunden, deren positives Ende über den Widerstand 69 mit der Sammelanode 62 in Verbindung steht. Bei der praktischen Verwendung wird die Anode 62 gegenüber dem negativen Ende der Vervielfachungskammer eine positive Spannung von etwa 600 Volt besitzen.

Die Batterie 67 besitzt eine Abzweigung an einer Stelle, die etwa 100 Volt weniger positiv ist als die Anode 62, und diese Abzweigung ist durch die Leitung 60 mit dem rechteckigen Rahmen 59 und dem Gitter 61 verbunden. Die hochohmigen Widerstandsträger 55 und 56 sind ebenfalls an einem Punkt, der etwa 100 Volt weniger positiv ist als das Gitter 61, über eine Leitung 70 mit'dem positiven Ende der Platten 47 und 49 verbunden. Die gegen- überliegendes Punkte der Platten 47 und 49 werden durch die Leitungen 71 und 72 auf gleiches Potential gebracht, indem die entsprechenden positiven und negativen Enden der beiden Platten miteinander verbunden werden. Durch die Leitungen 70 und 74 wird ein konstantes Spannungsgefälle von 100 Volt zwischen gegenüberliegenden Punkten der Platten 47 und 49 und den Gitterträgern 55 und 56 bewirkt.

Die Leitung 74 verbindet die negativen Enden der Gitterträger 55 und 56 mit einem Punkte der Platte 49, der einem Punkt der Gitterträger gegenüberliegt, welcher 100 Volt positiver ist als das negative Ende der Gitterträger. Die Leitung 52 von dem negativen Ende der Platten 47 und 49 führt zum negativen Ende der Batterie 67, so dass dadurch der Stromkreis geschlossen wird.

Die durch die Öffnung 57 eingetretenen Elektronen werden in Richtung zu dem Fischgrätengitter 54 hin angezogen, aber infolge der verhältnismässig offenen Bauart dieses Gitters wird der grösste Teil der Elektronen dort nicht aufgefangen, sondern infolge ihrer Trägheit zur Platte 49 weiterfliegen.

Da die Eintrittsgeschwindigkeit gering ist und die durch das Gitter 54 bewirkte Beschleunigung durch die Bremswirkung, die auftritt, sobald die Elektronen durch das Gitter hindurehgeflogen sind, wieder aufgehoben wird, wurde die Auftreffgeschwindigkeit zu gering sein, um einen Sekundäremissionseffekt zu bewirken, wenn nicht durch den Spannungsabfall auf dem Gitter 54 eine Ablenkung erfolgen würde.

Die Wirkung dieses Spannungsabfalles wird durch die fisehgrätenartige Konstruktion verstärkt. Die Elektronen werden gegen die Längsachse der Vervielfaehungskammer und gegen das Ende der Elektronenkammer, die das höhere Potential besitzt, hin abgelenkt. Infolge dieser axialen Ablenkung werden die Elektronen auf die Platte 49 an einem Punkt auftreffen, der um einige Volt positiver ist als die Platte 47 bei der Öffnung 57 war, und infolgedessen werden sie genügend Energie besitzen, um Sekundärelektronen aus der Oberfläche der Platte 49 auszulösen.

Diese Sekundärelektronen werden nunmehr wieder von dem Gitter 54 angezogen, gegen das Ende mit dem höheren Potential hin abgelenkt, durch das Gitter hindurehfliegen und die Platte 47 auf einem Punkt treffen, der noch positiver ist als der Punkt der Platte 49, an dem sie ausgelöst wurden. Wenn der Elektronenstrom das positive Ende der Vervielfachungskammer erreicht, wird er in der Richtung zum Gitter 61 hin angezogen, durch dieses Gitter hindurehfliegen und auf der Sammelanode 62 aufgefangen werden. Dieser Strom wird von der Platte 62 zur Batterie 67 wieder zurück- geführt. Dabei wird ein Spannungsabfall am Widerstand 69 entstehen, der dazu dient, um einen Kondensator 75 zu laden und einen Strom durch die Ausgangsleitungen 76 und 77 zu entsenden.

Die Anzahl der Hin-und. Herpendelungen durch die Vervielfachungskammer und damit der Verstärkungsgrad ist von dem Spannungsabfall abhängig und somit von der Spannung der Batterie 67.

Fig. 2 zeigt den teilweisen Schnitt eines Sekundäremissionsvervielfaehers innerhalb des aus Glas oder ähnlichem Material bestehenden Gehäuses. Ein Quetschfuss 41 ist nahe dem einen Ende des Gehäuses 40 rechtwinklig zur Längsachse des Gehäuses angeordnet. Eine Kathode, hier in der üblichen Weise durch einen Heizfaden 42 dargestellt, ist zwischen den gasdicht durch den Quetschfuss hindurchgeführten Zuleitungen 44 angeordnet. Eine Zuführung 46 hält ein Steuergitter, welches hier als eine mit einer Öffnung versehene Blende dargestellt ist, in einer derartigen Lage, dass einige von den aus der Kathode 42 austretenden Elektronen in die Hauptkammer des Gehäuses 40 gelangen können.

Innerhalb des Gehäuses 40 sind zwei die Vervielfachungskammer bildende parallele Platten 47 und 49 angeordnet, die aus einem Material mit sehr hohem elektrischem Widerstand hergestellt sind und an den gegenüberliegenden Oberflächen mit kleinen voneinander getrennten Teilchen eines stark sekundäremittierenden Materials, wie Caesium oder Caesium-Silberoxyd, bedeckt sind. Die Lage der Platten 47 und 49 wird durch ins Gehäuse 40 eingeschmolzen Träger 50 und 51 fixiert, eine Zuführung von aussen erfolgt durch die Leitung 52.

In der Mitte zwischen den beiden Platten 47 und 49 und mit ihnen parallel befindet sich ein fischgrätenförmiges bzw. V-förmiges Netz oder Gitter 54 aus Drähten von niedrigem elektrischem Widerstand, das durch zwei Stützen 55 und 56 von hoehohmigem Widerstandsmaterial getragen wird.

Die Spitzen des Fischgrätengitters 54 sind gegen das kathodenseitige Ende der Platten 47 und 49 gerichtet, wo eine Öffnung in der Steuerelektrode 45 einen Eintritt der Elektronen vom Heizfaden 42 in die Vervielfachungskammer gestattet. Die Gitterstützdrähte 55 und 56 reichen über das der Kathode abgewendete Ende der Platten 47 und 49 ein Stück hinaus und tragen einen im rechten Winkel zu ihnen stehenden rechteckigen Rahmen 59, welcher zusammen mit den Gitterstützdrähten und überhaupt der ganzen Gitteranordnung durch eine gasdicht durch das Gehäuse 40 geführte Zuleitung 60 gestützt wird. Über den Rahmen 59 ist ein leitendes Gitter 61 gespannt. Parallel zu dem Gitter 61 ist eine Sammelanode 62 angeordnet, die von einer gasdicht durch das Gehäuse 40 durchgeführten Zuführung 64 gehalten wird.

Glimmerplatten mit kleinen Öffnungen für die Gitterdrähte 54 dienen dazu, den Raum zwischen den Platten 47 und 49 abzuschliessen.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sekundärelektronenröhre, bei der eine Führung der Elektronen lediglich durch elektrostatische Felder bewirkt wird, gekennzeichnet durch eine oder zwei sekundäremittierende Elektroden (47 und 49), zwischen deren gegenüberstehenden Oberflächenteilen eine hin-und herpendelnde Elektronenentladung stattfindet, ferner durch eine zwischen den Oberflächen angeordnete Anode (54), die ein Potentialgefälle besitzt, und eine am positiven Ende der Anode aufgestellte Sammelelektrode (62Fig. l).

Claims

2. Sekundäremissionsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode und mindestens eine Auslöseelektrode das gleiche Spannungsgefälle aufweisen.

3. Sekundäremissionsverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannungsgefälle für Anode und Ausloseelektrode regelbar ist.

4. Sekundäremissionsverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anordnung geeigneter Verbindungsleitungen (70, 74) die einzelnen Punkte der Anode (54) eine positive Vorspannung gegen die gegenüberliegenden Punkte der Auslöseelektrode (49) besitzen. <Desc/Clms Page number 3>

5. Sekundäremissionsverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass durch die Auslöseelektroden (47 und 49) eine Vervielfaehungskammer gebildet wird, in deren Mitte die Anode (54) angeordnet ist (Fig. 2).

6. Sekundäremissionsverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseelektroden (47 und 49) als Platten ausgebildet sind und die Anode (54) durch ein Steggitter zwischen Stäben (55, 56) aus Widerstandsmaterial gebildet wird.

7. Sekundäremissionsverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege des Anodengitters (54) eine V-förmige Gestalt besitzen, wobei die offene Seite gegen das positivere Ende der Anode zeigt.

8. Sekundäremissionsverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem positiveren Ende des Anodengitters senkrecht dazu in leitender Verbindung mit den Längsträgern ein Rahmen (59) vorhanden ist, über den ein leitendes Gitter (61) gespannt wird.

9. Sekundäremissionsverstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu diesem Rahmen eine Sammelanode (62) angeordnet ist.

10. Sekundäremissionsverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das hochohmige Widerstandsmaterial der Auslöseelektroden (47 und 49) mit einem sekundäremittierenden Überzug, z. B. in Mosaikform, versehen ist.

11. Sekundäremissionsverstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronen- strom vor dem Eintreten in die Vervielfachungskammer mittels geeigneter Vorrichtungen (45) gesteuert wird. EMI3.1