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Vorrichtung mit einer elektrischen Entladungsröhre.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung-mit einer elektrischen Entladungsröhre, die eine Kathode, eine Anode und eine zwischen diesen gelegene Bescleunigungselektrode, gegebenenfalls auch noch weitere Elektroden enthält.
Bei der Verwendung derartiger elektrischer Entladungsrohren, insbesondere jener Entladungsröhren, die zur Verstärkung von elektrischen Schwingungen verwendet werden, ist es sehr vorteilhaft, dass die Röhre eine möglichst hohe Steilheit besitzt, d. li. dass die Steigung der Steuerspannungskenn- linie möglichst gross ist. Bei der Verwendung einer Sauggitterröhre, d. i. einer Entladungsröhre mit einer B9ssshleunigungselektrode (Sauggitter), wird die grösste Steilheit bei Anwendung eines auf ein derartiges Sauggitter folgenden Steuergitter durch die Umbiegung der Elektronen um die Gitter- drähte oder Kanten der Beschleunigungselektrode erheblich verringert.
Dieser Übelstand wird erfindungsgemäss durch Verwendung einer eigenartig gestalteten und angeordneten Beschleunigungselektrode vermieden ; diese ist derart gebaut, dass Elektronenbündel gebildet werden, die einander nicht schneiden, so dass an jeder bestimmten Stelle vor einer auf sie folgenden Elektrode lediglich Elektronen mit einer bestimmten Komponente der Geschwindigkeit senkrecht zu der Ebene der letztgenannten Elektrode vorkommen, während diese Elektrode oder eine auf sie folgende Elektrode derart gebaut ist, dass die äquivalente Spannung in der Ebene dieser Elektrode der obenerwähnten Komponente angepasst ist, so dass in einem sehr schmalen Spannungsbereich der ganze Elektronenstrom auf diese Elektrode auftrifft oder, falls diese eine gitterförmige Elektrode ist, durchgelassen wird.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die Steilheit dadurch sehr gross zu machen, dass dafür Sorge getragen wird, dass bei Zunahme der Spannung am Steuergitter plötzlich nahezu alle Elektronen durchgelassen werden. Bei den bisher bekannten Einrichtungen dieser Art nahm man stillschweigend an, dass alle Elektronen senkrecht auf die Fläche des Steuergitter auftreffen. Dies würde aber nur bei dem praktisch nicht realisierbaren Idealfall vollkommener Zylindersymmetrie und bei Abwesenheit von Inhomogenitäten in der Fläche der Saugelektrode zutreffen. In Wirklichkeit muss man mit gekrümmten Bahnen insbesondere jener Elektronen rechnen, welche in dichter Nähe an einer Kante oder an einem Stützdraht der Saugelektrode vorüberfliegen.
Infolgedessen ist die Geschwindigkeitskomponente in der Richtung senkrecht zur Fläche der Steuerelektrode nicht für alle Elektronen gleich gross und es können daher jene Elektronen, die senkrecht auftreffen, gegen ein stärkeres Bremsfeld anlaufen als die schräg auftreffenden. Um diese Verschiedenheit auszugleichen, wird gemäss einer Ausführungsform der Erfindung in der Fläche der Steuerelektrode ein Effektivpotential hervorgerufen, das von Punkt zu Punkt wechselt, so zwar, dass dort, wo die Elektronen senkrecht auftreffen, die äquivalente Spannung am niedrigsten, und wo sie schräg auftreffen, am höchsten ist.
So kann man es erreichen, dass nahezu alle Elektronen in gleicher Weise gesteuert werden.
Ein von Punkt zu Punkt wechselndes Effektivpotential in der Ebene der Steuerelektrode kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass hinter der Steuerelektrode eine weitere Elektrode angebracht ist, die von der Steuerelektrode einen von Punkt zu Punkt wechselnden Abstand aufweist oder die mit verschiedener Maschenweite ausgebildet ist. Dabei erweist es sich als zweckmässig, die vor der Steuerelektrode gelegene B9schleunigungselektrode derart zu bauen, dass die Elektronen zu einer Anzahl von einander nicht schneidenden Bündeln vereinigt werden, wobei die bündelnden Elemente parallel zur Kathode angeordnet sind.
Es kann gemäss einer bestimmten Ausführungsform der Erfin-
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dung zu diesem Zweck eine massive Elektrode verwendet werden, welche die Kathode umgibt und in der nur einige Öffnungen ausgespart sind, welche die Bündelung der aus der Kathode austretenden Elektronen bewirken ; die Bündelung kann jedoch auch mit Hilfe von Teilen des ersten die Kathode umgebenden Gitters, z. B. durch die Stützstäbe dieses Gitters, erfolgen.
Die Erfindung kann nicht nur bei Schirmgitterröhren, sondern auch bei Dioden verwirklicht werden ; in letzterem Fall wird die Röhre derart gebaut, dass die aus einer Öffnung in einer Beschleunigungselektrode austretenden Elektronen senkrecht auf die Anode gelangen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1, 2 und 3 die Anwendung des Grundgedankens der Erfindung an einer Hexode bzw. Oktode bzw. Diode darstellen.
In diesen Figuren bezeichnet 1 eine indirekt heizbare Kathode, die z. B. aus einem zylinderförmigen Quarzröhrehen besteht das mit emittierenden Stoff überzogen ist und innerhalb dessen ein Heizelement angeordnet ist. Die aus der Kathode austretenden Elektronen werden gebündelt und treten durch in einer Beschleunigungselektrode 2 vorhandene Öffnungen in den weiteren Teil der Entladungröhre. Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen befindet sich zwischen der Kathode und der Beehleunigungselektrode ein Steuergitter 8, während bei der in Fig. 2 dargestellten Oktode sich innerhalb der Beschlrunigungselektrode 2 ausserdem eine Elektrode 4 befindet. Bei der hier dar-
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des örtlichen Oszillators benutzt werden.
Die aus der Öffnung in der Beschleunigungselektrode austretenden Elektronenbündel durchlaufen die Röhre und erreichen in den drei hier angegebenen Fällen schliesslich eine Anode 5. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wandern die Elektronen auf ihrer Bahn durch zwei Gitter 6 und 7, die
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ist das Gitter 7 auf der einen Seite, wo die Elektronen mit grösserer Geschwindigkeit auf das Gitter 6 auftreffen als auf der andern Seite, am weitesten von dem Gitter 6 angeordnet, wobei der Abstand zwischen den beiden Gittern nach der andern Seite hin abnimmt. Eine weitere Ausführungsmöglichkeit ist in Fig. 2 dargestellt, in der die Elektronen zwischen der Beschleunigungselektrode und der Anode nacheinander durch die Gitter 8, 9 und 10 wandern.
Zur Erzielung einer richtigen Elektronenverteilung ist an denjenigen Stellen, wo die Elektronen mit der grössten Geschwindigkeit auf das Gitter 8 auftreffen, der Abstand zwischen den Gittern 8 und 9 grösser als an den andern Stellen des Gitters 8.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 handelt es sieh um eine Diode, bei der auch eine grosse Steilheit der Charakteristik erwünscht ist. Die Elektronenbahnen werden in gleicher Weise beeinflusst wie gemäss Fig. 1 oder 2, aber in diesem Fall, wo kein Steuergitter vorhanden ist, ist die Anode derart ausgebildet, dass auch hier die äquivalente Spannung in der Anodenfläche der Geschwindigkeitskomponente der Elektronen angepasst ist, so dass bei Zunahme der Spannung an der Anode plötzlich nahezu alle Elektronen die Anode treffen.
In sämtlichen Figuren der Zeichnung sind die Elektronenbahnen schematisch durch Pfeile angegeben.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung mit einer elektrischen Entladungsröhre, die eine Kathode, eine Anode und mindestens eine zwischengelegene Beschleunigungselektrode enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Kathode austretenden Elektronen derart gebündelt durch Öffnungen in der Beschleunigungselektrode nach aussen treten, dass ausserhalb der letzteren Elektrode die Elektronenbahnen sich nicht schneiden, so dass an jeder Stelle vor der ersten auf die Beschleunigungselektrode folgenden Elektrode nur Elektronen mit einer bestimmten, senkrecht zu der Ebene dieser Elektrode stehenden Komponente der Geschwindigkeit vorkommen, wobei diese Elektrode oder eine auf sie folgende Elektrode derart ausgebildet ist, dass die äquivalente Spannung in der Ebene derselben der obenerwähnten Komponente angepasst ist, so zwar,
dass die äquivalente Spannung dort, wo die Elektronen senkrecht auftreffen, am niedrigsten, dort wo sie schräg auftreffen, am höchsten ist.