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Elektronenröhre mit wenigstens zwei Hilfselektroden.
Einer der Faktoren, welcher die Charakteristik des Anodenstromes in Elektronenröhren bestimmen, ist der Durchgriff der Anode durch die Hilfselektrode. Der Durchgriff hat zur Folge, dass die Charakteristik sich teilweise bis ganz in den Bereich negativer Spannungen an der Hilfselektrode verschiebt. Die Verschiebung in. den negativen Bereich ist um so grösser, je grösser bei gegebener Anodenspannung der Durchgriff oder bei gegebenem Durchgriff die Anodenspannung ist. Im letzteren Falle beträgt die Verschiebung stets einen gleichen Prozentsatz der Anodenspannung.
In der Fig. 1 sind Anodenstromkurven für verschiedene Anodenspannungen dargestellt, die mit einer gebräuchlichen Verstärkerröhre aufgenommen sind. Null Volt an der Hilfselektrode ist gleich dem niedrigsten Potential am Glühfaden. Bei etwa 40 Volt Anodenspanmmg haben die Kurven ungefähr ihre grösste Steilheit erreicht. Wesentlich sind daher die Kurven von 40 Volt Anodenspannung an.
Die Verschiebung der Kurven in den Bereich negativer Spannungen an der Hilfselektrode ermöglicht
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(Anode-Kathode, Fig. 2) über die Spannungsquelle ea stets ein Nutzwiderstand W in Reihe geschaltet sein muss, so ändert sich bei Strom-und damit verbundenen Widerstandsänderungen zwischen a und k das Potential an dieser Strecke. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Röhre schlechter. Ist beispielsweise das Potential e < j'der Hilfselektrode y durch die zu verstärkenden Ströme weniger negativ geworden, so wächst der Strom des Anodenkreises, weil der. Widerstand zwischen a und k geringer geworden ist. Es sinkt damit aber die Spannung zwischen a und k ; die Stromkurve verschiebt sich dadurch nach rechts und macht die tatsächliche Stromänderung geringer, als sie bei konstant gebliebener Anodenspannung sein würde.
Dieser Nachteil wird bei der vorliegenden Erfindung durch eine Hilfsanode beseitigt. Solche Hilfsanoden sind zwar an sich bekannt. Jedoch ist hier die Spannung an der Arbeitsanode höher als an der Hilfanode, bei welcher Schaltung das bereits erörterte Laufen der Kurven nicht ganz vermieden wird.
Zu diesem Zwecke wird die Spannung an der Arbeitsanode niedriger gehalten wie an der Hilfsanode.
In Fig. 3 ist a1 diese Hilfsanode, während a2 die mit dem Nutzwiderstande W in Reihe geschaltete Arbeitsanode ist. al ist so angeordnet, dass sie in Verbindung mit der an ihr liegenden möglichst konstant zu haltenden Spannung soweit wie möglich den Bereich der Strom-Spannungskurve bestimmt ; a2 dagegen ist so angeordnet, dass ihre Spannungsänderungen den Bereich wenig beeinflussen. Eine vorteilhafte Anordnung zeigt Fig. 3, in welcher a2 hinter der gitterförmigen oder durchlöcherten Anode a1 angeordnet ist. al und a2 können aber auch nebeneinander oder in anderer zweckentsprechender Weise angeordnet werden. Bei der dargestellten Ausführung ist a2 praktisch ohne Einfluss auf den Bereich der Strom-Spannungskurve.
Zum Beweise dessen dienen die mit einer derartigen Röhre aufgenommenen Kurven gemäss Fig. 4. An der Anode al lag eine konstante Spannung von 90 Volt. Die verschiedenen Spannungen an a2 waren 20 Volt und 80 Volt. Die Kurven beginnen sämtlich in demselben Punkte. In ihrem Verlauf zeigen sie bei 20 Volt und 80 Volt kaum einen Unterschied. Der Strom ist demnach fast zur alleinigen Funktion des Hilfselektrodenpotentials geworden, so dass dessen Änderungen nunmehr voll zur Wirkung kommen.
Bei engmaschiger Anode a1 und grösserem Abstand zwischen a1 und a2 entfällt auf a2 ein verhältnismässig kleiner Teil des Gitterstromes beider Anoden. Durch Vergrösserung der Maschen-oder Lochweite
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erhöhen. Gegebenenfalls ! kann a1 aus einem einzigen Draht bestehen, so dass ihre Oberfläche gegenüber der von a2 sehr klein wird. Es wird dann der grössere Teil des Elektrodenstromes zur Anode a2 fliessen.
Die Schaltungsweise der Fig. 3 ist eine beispielsweise. Hiebei liegt an al ständig die ganze Spannung e a, während die an a2 liegende um den Betrag der Spannung an W vermindert wird. Durch Teilung der Spannung ea, etwa durch Anlegen an andere Spannungspunkte oder mittels Potentiometer, lassen sich nach Bedarf andere Spannungsverhältnisse an a1 und a2 herstellen, wobei nur die Bedingung erfüllt werden braucht, dass die Spannung an a2 stets kleiner ist als die an al.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektronenröhre mit wenigstens zwei Hilfselektroden (Hilfselektrode und Hilfsanode) dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsanode oder mehrere ihr äquivalente Elektroden höhere Spannung als die Arbeitsanode besitzen und durch sie das Verschieben der Strom-Spannungskurvebei wechselnder Spannung an der oder den Arbeitsanoden vermindert wird.