DE1127490B - Gasentladungsroehre - Google Patents

Gasentladungsroehre

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DE1127490B
DE1127490B DED34418A DED0034418A DE1127490B DE 1127490 B DE1127490 B DE 1127490B DE D34418 A DED34418 A DE D34418A DE D0034418 A DED0034418 A DE D0034418A DE 1127490 B DE1127490 B DE 1127490B
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DE
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gas discharge
semiconductor layer
light
discharge tube
cathode
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DED34418A
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Inventor
Richard Zaubitzer
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Deutsche Telekom AG
Original Assignee
Deutsche Telekom AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J17/00Gas-filled discharge tubes with solid cathode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2893/00Discharge tubes and lamps
    • H01J2893/0064Tubes with cold main electrodes (including cold cathodes)

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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

  • Gasentladungsröhre Für die Lösung lichtelektrischer Schaltaufgaben ist die Verwendung von Gasentladungsröhren mit Kathoden geringer Austrittsarbeit bekannt, welche bei Lichteinfall genügend Elektronen emittieren und hierdurch die Gasentladung sicher einleiten, weil die Zündspannung gegenüber der Dunkelzündspannung herabgesetzt wird. Die Betriebszündspannung liegt dabei zwischen Brennspannung und Dunkelzündspannung. Außerdem ist die Vereinigung eines Glimmrelais mit einer gasgefüllten Photozelle bekanntgeworden, bei der die Gasentladung ebenfalls durch direkte Bestrahlung der Kathode ausgelöst wird (deutsche Auslegeschrift 1048 350). Ferner wurde eine besonders konstruierte Lichtschaltröhre vorgeschlagen, deren Elektroden gleichfalls mit Alkali- oder auch Erdalkalimetalloxydschichten (Bariumoxyd -oder ähnliche Oxyde) bedeckt sind und deshalb leicht Elektronen beim Auftreffen von Lichtquanten emittieren. Die Eigenart dieser Lichtschaltröhre liegt in der besonderen Gestaltung der Elektroden. Die Zündspannung wird hierdurch wesentlich gegenüber der Dunkelzündspannung herabgesetzt (deutsche Patentschrift 1042 764).
  • Endlich ist eine gasgefüllte Schaltröhre zur Durchschaltung von hochfrequenten Wechselströmen bekannt, deren Zündung durch das Anlegen einer Gleichspannung bewirkt wird und bei der zur Erhöhung der Hochfrequenzleitfähigkeit des Plasmas eine elektronenaussendende oder ihre Leitfähigkeit ändernde lichtelektrisch wirksame Umhüllung des Entladungsraums vorgesehen ist, welche jedoch mit keiner Elektrode der Entladungsröhre in Verbindung steht. Bei dieser bekannten Anordnung wird durch die Lichteinwirkung der bereits bestehenden Gasentladung auf die lichtelektrisch wirksame Umhüllung eine Erhöhung der Leitfähigkeit für einen dem eigentlichen Brennstrom überlagerten Signalwechselstrom erstrebt. Die Einleitung einer erstmaligen Zündung infolge eines Lichteinfalls ist nicht beabsichtigt (deutsche Patentschrift 954 625).
  • Es ist weiter eine Gasentladungslampe bekannt, bei welcher die Gasentladung bei konstanter Betriebsspannung durch eine Veränderung der Elektrodenabstände auf mechanischem Wege erreicht wird.
  • Die Erfindung geht ebenfalls von einer Gasentladungsröhre aus, deren Entladung bei konstant bleibender Betriebsspannung durch Veränderung der Elektrodenabstände gesteuert wird. Sie geht jedoch zur Veränderung der Elektrodenabstände einen anderen Weg, welcher rein elektronisch eine Veränderung der wirksamen Elektrodenabstände ergibt. Die Gasentladungsröhre nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch wenigstens eine als Fortsetzung einer der beiden Elektroden ausgebildete Halbleiterschicht, welche durch eine von außen her einwirkende Licht-und/oder Wärmestrahlung ihre Leitfähigkeit vergrößert und dadurch den wirksamen Abstand der Anode zur Kathode herabsetzt.
  • Im Gegensatz zu den meisten bekannten Anordnungen wird hier lediglich der innere Photoeffekt ausgenutzt. Eine zusätzliche Trägererzeugung im Entladungsraum ist also nicht beabsichtigt, sondern es sollen durch Licht- und/oder Wärmeeinwirkung die wirksamen Elektrodenabstände verändert werden.
  • Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die galvanisch mit der Anode verbundene Halbleiterschicht auf die äußere Mantelfläche eines Keramikrohrs aufgetragen ist, welches an der Anodenelektrode angebracht ist.
  • Vorteilhaft ist der kathodenseitige Abschluß der Halbleiterschicht durch einen Metallring gebildet.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Abstand zwischen der Kathode und dem Metallring am kathodenseitigen Ende der Halbleiterschicht so gewählt, daß er im Faradayschen Dunkelraum, vorzugsweise an dessen unterer Grenze, zu liegen kommt, so daß bei Licht- oder Wärmeeinwirkung die Zündspannung herabgesetzt wird. In diesem Falle wird also die Gasentladungsröhre durch eine Licht- oder Wärmeeinwirkung gezündet.
  • Man kann aber auch die Röhre so ausbilden, daß der Abstand zwischen der Kathode und dem Metallring am kathodenseitigen Ende der Halbleiterschicht so gewählt ist, daß er innerhalb des negativen Glimmlichtes liegt, so daß bei Licht- und/oder Wärmeeinwirkung eine Unterdrückung der Entladung eintritt. Weiter ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung möglich, die Länge des Keramikrohrs und damit den ohmschen Widerstand der Halbleiterschicht so groß zu wählen, daß bei Fortfall der Licht- und/oder Wärmeeinwirkung auf die Halbleiterschicht die Entladung abreißt. In diesem Fall hält die Gasentladung nur während der Licht- oder Wärmeeinwirkung an.
  • Dieselbe Wirkung kann man dadurch erzielen, daß die Dicke der auf das Keramikrohr äufgetragenen Halbleiterschicht so klein gewählt wird, daß bei Fortfall der Licht- oder Wärmeeinwirkung auf die Halbleiterschicht die Entladung abreißt.
  • Eine weitere Möglichkeit der Ausführung der erfindungsgemäßen Gasentladungsröhre ist dadurch gegeben, daß die Halbleiterschicht auf der äußeren Mantelfläche des Keramikrohrs aus einem photoleitenden Stoff besteht und auf der inneren Mantelfläche eine Schicht aus einem heißleitenden Stoff aufgetragen ist, welche durch die einmal gezündete Entladung erhitzt und damit leitend wird und die Entladung aufrechterhält.
  • Außerdem kann man in zweckmäßiger Weiterbildung der Gasentladungsröhre nach der Erfindung auf die äußere Mantelfläche des Keramikrohrs eine wärmeempfindliche und eine lichtempfindliche Schicht übereinander auftragen.
  • Auch kann die Halbleiterschicht durch Mischung verschiedener Stoffe sowohl licht- als auch wärmeempfindlich ausgebildet sein.
  • Die lichtelektrischen Vorgänge in einer Gasentladungsröhre gemäß der Erfindung soll im folgenden an Hand von sechs Abbildungen beschrieben werden.
  • Die Abb. 1 zeigt den Potentialverlauf innerhalb einer durch die Abb. 2 dargestellten Gasentladungsröhre. Die Abb. 3 zeigt die Wirkung der erfindungsgemäßen Ausbildung der Gasentladungsröhre; wie sie durch die Röhre der Abb. 4 gegeben ist. Die Abb. 5 zeigt ebenfalls eine Gasentladungsröhre nach der Erfindung mit Zündung nach Licht- oder Wärmeeinwirkung, während die Abb. 6 eine Ausführungsform zeigt, bei der durch Licht- oder Wärmeeinwirkung eine Entladungsbehinderung auftritt.
  • In Abb. 1 ist der Potentialverlauf U (Volt) einer Gasentladung, bezogen auf die Kathode 1 der Abb. 5; als Funktion der Entladungslänge l (cm) dargestellt, wobei die maximale Länge der Entladung durch den Abstand der Elektroden gegeben ist (Kathode 1, Anode 2 in Abb. 2). Die Ebene 3 schneidet beim Minimum der Feldstärke im negativen Glimmlicht die Entladung. Die Spannung zwischen der Kathode 1 und der Ebene 3 ist der Kathodenfall, welcher die für die Elektronenemission der Kathode notwendige Energie liefert und allgemein bei Röhren kurzer bis mittlerer Baulänge den größten Teil der Spannung ausmacht.
  • Die Ebene 4 schneidet die Entladung am Beginn der positiven Säule. Der Spannungsunterschied zwischen Ebene 4 und Anode 2 ist notwendig, um die freien Elektronen aus dem Bereich des negativen Glimmlichtes bis zur Anode zu bringen. Er ist der Länge der positiven Säule proportional. Die elektrische Feldstärke ist in diesem Bereich praktisch konstant und durchschnittlich geringer als im Bereich des Kathodenfalls. Soll bei Gasentladungen die positive Säule zur Strahlungsausbeute herangezogen werden, so macht man die Röhren entsprechend lang bei entsprechend erhöhter Betriebsspannung. Verzichtet man jedoch auf die positive Säule, wie z. B. bei den Glimmröhren, welche nur das kathodische Glimmlicht ausnutzen, so kann man die positive Säule teilweise oder auch ganz unterdrücken, indem man die Anode 2 in den Faradayschen Dunkelraum verlegt (Anode 2' gestrichelt gezeichnet in Abb. 2). Die Anode kann dabei höchstens bis zur rechten Grenze des negativen Glimmlichtes herangeführt werden, da der Kathodenfall unbedingt zur Aufrechterhaltung der Entladung benötigt wird. Bei weiterer Annäherung an die Kathode erlischt die Entladung (behinderte Entladung).
  • Die Gesamtspannung an der Gasentladungsröhre 5 ergibt sich also als Summe der Teilspannungen 1 gegen 3, 3 gegen 4, und 4 gegen 2, wobei die Teilspannurig 1 gegen 3 den Kathodenfall, 3 gegen 4 den Spannungsabfall längs des negativen Glimmlichtes und des Faradayschen Dunkelraumes und 4 gegen 2 den Spannungsabfall an der positiven Säule bedeutet. Diese Summe aller. Teilspannungen ist die Brennspannung des Gasentladungsrohres, wobei im Falle des Gleichstrombetriebes nur ein ohmscher Widerstand oder bei Wechselstrombetrieb ein Blindwiderstand (oder auch ersatzweise ein ohmscher Widerstand) unbedingt im Stromkreis zwischen Versorgungsspannung und Gasentladungsröhre zwecks Strombegrenzung eingeschaltet sein muß (sonst Bogenentladung mit fallender Kennlinie).
  • Wenn die Anode 2 in Richtung auf die Kathode 1 verschoben ist (Anode 2' gestrichelt in Abb. 2), und zwar bis an die rechte Grenze des negativen Glimmlichtes, so setzt sich die Gesamtspannung nur aus der Summe von Kathodenfall und Spannungsabfall längs des negativen Glimmlichtes zusammen und stellt den geringsten Brennspannungswert dar, welcher überhaupt auftreten kann. Wenn mit einer gezündeten Gasentladungsröhre z. B. ein vorgegebenes Relais aus einer vorgegebenen Batterie betrieben werden soll, so ist die aufgenommene Schaltleistung des Relais proportional dem Quadrat des Spannungsabfalles an der Erregerspule und somit am größten, wenn die Brenn-Spannung an der Schaltröhre so klein wie möglich ist. Diese Überlegung spielt bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schaltrohr eine wesentliche Rolle.
  • Nachdem nun die elektrischen - Verhältnisse im Hinblick auf ein gezündetes Schaltrohr dargestellt wurden, insbesondere das Zustandekommen der Brennspannung, muß nun das Zustandekommen der Zündung näher untersucht werden. Es wurde bereits dargestellt, daß die Anode eine bestimmte Minimalentfernung von der Kathode einhalten muß, um eine behinderte Entladung zu vermeiden. Legt man nun an die Gasentladungsröhre, welche sich im Dunkeln befinden soll; eine Spannung und steigert diese, so wird man etwas verschiedene Zündspannungswerte feststellen und außerdem eine gewisse Verzugszeit für das Einsetzen der Zündung ermitteln, da wenigstens ein Elektron genügend großer Stoßenergie erst im Gasraum als Keim für die Ladungsträgerlawine vorhanden sein muß. Im Dunkeln wird dieses Elektron meist durch Ionisierung eines Gasatoms mittels kosmischer Strahlung erzeugt, was zeitlich nach einer statistischen Verteilung erfolgt. Das frühe Einsetzen der Zündung ist umso wahrscheinlicher, je größer die Zahl der erzeugten Ladungsträger pro Zeiteinheit ist. Bei Abschirmung mittels Blei kann unter Umständen die Verzugszeit Stunden betragen. Läßt man nun Licht auf die Elektroden fallen und erzeugt so wesentlich mehr Elektronen, so kann man nicht nur eine mehr oder weniger verminderte Zündspannung feststellen, sondern vor allem auch eine beachtliche Verringerung der Verzugszeit. Da bei gezündetem Rohr die Elektronenemission der Kathode sehr groß ist gegenüber den durch Strahlungseinfall gebildeten Elektronen vor der Zündung, liegt die Brennspannung immer unterhalb der Zündspannung.
  • Hält man die Anzahl der z. B. durch Licht frei gemachten Elektronen konstant, so ist das Eintreten der Zündung von einem bestimmten Elektrodenabstand aufwärts nur noch von einer Mindestfeldstärke abhängig, damit ein Teil der freien Elektronen beim Durchlaufen des Feldes die notwendige Geschwindigkeit . erhält, um das Gas zu ionisieren. Abb. 3 zeigt die Abhängigkeit der Zündspannung vom Elektrodenabstand, wobei U" die GrundzündspannungbeimgeringstmöglichenElektrodenabstandd, bedeutet. Bei konstantem Gasdruck P besteht die Beziehung, daß die Zündspannung UZ proportional ist dem Elektrodenabstand d, also: ist, wobei d, gleich ist der Entfernung l bis 2' (Paschensches Gesetz). -In Abb. 4 wird das Ausführungsbeispiel eines Lichtschaltrohres nach der Erfindung gezeigt. An der Anode 2 sitzt ein nichtleitender Körper 6, dessen Oberfläche z. B. mit einer Cadmiumsulfid- oder Selenidschicht 16 bedeckt ist, welche einpolig mit der Anode 2 leitend verbunden ist. Im unbelichteten Zustand ist der Körper 6, welcher z. B. aus einem keramischen Träger besteht (z. B. Stab), ein reiner Isolator. Infolge seiner Dielektrizitätskonstanten vergrößert er die Gesamtkapazität des Kondensators Elektrode 1/ Elektrode 2, so daß die Feldstärke zwischen 1 und 2' (2' ist die Hilfsanode am Ende von Stab 6) etwas größer ist als zwischen 2' und 2. Die Spannung an den Elektroden 1 und 2 ist so gewählt, daß im Dunkeln keine Zündung auftritt, die Betriebsspannung also unterhalb der Dunkelzündspannung liegt. Bei Belichtung wird die Oberflächenschicht 16 von Stab 6 leitend und dadurch das Potential von Elektrode 2 nach 2' geschoben, so daß nun sofort Zündung eintritt, weil der effektive Elektrodenabstand stark verkürzt wurde (Paschensches Gesetz). Da ferner die Brennspannung den Minemalwert besitzen soll, wird eine große Steuerleistung an einen in den Stromkreis geschalteten Verbraucher abgegeben.
  • Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung nähert man die Elektrode Hilfsanode 2' der Kathode 1 so weit, daß eine Entladung so lange behindert ist, wie Strahlung auf den Stab 6 fällt und diesen leitend macht. Bei Fortfall der Bestrahlung zündet dann das Schaltrohr, weil die Elektrode Anode 2 weit genug von Elektrode Kathode 1 entfernt ist und sich z. B. im Faradayschen Dunkelraum befindet. Die mit der lichtelektrischen Schicht 16 einpolig leitend verbundene Anode 2 befindet sich dabei im Stabinnern von 6, wenn man als Träger der lichtelektrischen Schicht 16 ein nichtleitendes lichtundurchlässiges keramisches Rohr verwendet. Auf diese Weise wird bewirkt, daß nur von außen auf das Schaltrohr einwirkende Strahlung die Leitfähigkeit der lichtelektrischen Schicht 16 des Rohres 6 vergrößert und eine Entladung behindert, jedoch nicht die leuchtende Gasentladung im Inne_-n dea lichtundurchlässigen Trägerrohres 6.
  • Bei eincm Strahlungsschaltrohr nach Abb. 5, welches bei Strahlungsbeaufschlagung zündet, kann die Gasentladung nach Aufhören der Bestrahlung nur dann selbsttätig ohne weitere Schaltmaßnahmen löschen, wenn die Leitfähigkeit der lichtelektrischen Schicht 16 z. B. auf dem Träger 6 der Abb. 5 so gering geworden ist, daß der Brennstrom nicht mehr dazu ausreicht, aus der Kathode 1 genügend Elektronen zu befreien, um die Entladung aufrechtzuerhalten. Das selbständige Löschen des bestrahlten Schaltrohres ist dann erwünscht, wenn z. B. ein bei Strahlungsbeaufschlagung durch den Brennstrom betätigtes Relais nach Fortfall der auslösenden Bestrahlung wieder stromlos werden soll. Ein großer Abstand zwischen den Elektroden 2 und 2' sowie eine geringe Schichtdicke der auf dem Träger 6 niedergeschlagenen lichtelektrischen Schicht 16 begünstigen diese Wirkung. Der Spannungsabfall an einem solchen gezündeten Schaltrohr setzt sich dann zusammen aus der Brennspannung zwischen den Elektroden 1 und 2' sowie aus dem Spannungsabfall an der lichtelektrischen Schicht 16 längs des Trägers 6 zwischen den Elektroden 2' und 2. Die Größe des Brennstromes hängt somit von der Strahlungsbeaufschlagung der lichtelektrischen Schicht 16 auf dem Träger 6 ab; man kann daher die Bestrahlungsstärke so wählen, daß z. B. ein vom Brennstrom durchflossenes elektromagnetisches Relais sicher seinen Anker betätigt und entsprechende Kontakte steuert. Sinkt die Bestrahlungsstärke dann auf einen bestimmten Restwert herab, so löscht das Schaltrohr, und das elektromagnetische Relais wird trotz der Bestrahlung stromlos, sein Anker fällt ab und bewirkt eine sichere Rückstellung der betätigten Kontakte.
  • Auch ist es durch geeignete Wahl der Elektrodenabstände möglich, das Schaltrohr trotz stark schwankender Versorgungsspannung ohne zusätzliche Stabilisierungsmittel sicher zu betreiben. Wenn man z. B. von der allgemeinen üblichen Netzspannung von 220 Veff/50 Hz ausgeht und diese gleichgerichtet einem Ladekondensator zuführt, so beträgt seine Spitzenspannung etwa 311 V. Bei einer angenommenen Netzspannungsschwankung von ±301/o schwankt dann die Kondensatorspitzenspannung zwischen rund 404 und 218 V. Die jeweilige Spitzenspannung ist dann die Spannung, bei welcher das Schaltrohr bei einer minimal festgelegten Strahlungsbeaufschlagung sicher zünden soll. Die Kathode sei bariumaktiviert, das Füllgas sei Helium mit einem Gasdruck zwischen 7 bis 10 Torr. Der Kathodenfall beträgt dann etwa 86 V, die Grundzündspannung zwischen Elektrode 1 und 2' etwa 95 V. Die Kondensator-Minimalspannung von 218 V reicht also sicher zur Zündung aus, wenn der Träger 6 mit seiner lichtelektrischen Schicht 16 mindestens mit einer den Minimalbrennstrom garantierenden Strahlung beaufschlagt wird. Andererseits darf das Schaltrohr ohne Strahlungsbeaufschlagung bei einer Kondensatormaximalspannung von 404 V im gewählten Beispiel nicht zünden, d. h., die Dunkelzündspannung zwischen Elektrode 1 und 2 muß höher liegen, aus Gründen der Betriebssicherheit etwa bei 500 V. Nach dem Paschenschen Gesetz muß dann der Abstand zwischen Elektrode 1 und 2 gleich 500: 95mal dem Abstand zwischen Elektrode 1 und 2' sein, d. h. etwa 5,3mal größer. Richtet man nun die minimale Strahlungsbeaufschlagung so ein, daß nicht nur das Schaltrohr bei 218 V zündet, sondern auch ein im Brennstromkreis liegendes Relais sicher betätigt wird, und wählt man ferner den gesamten Strombegrenzungswiderstand im äußeren Brennstromkreis so, daß bei größter Netzspannung und größter Strahlungsintensität die zulässige maximale Brennstromstarke nicht überschritten wird, so arbeitet das Schaltrohr innerhalb der Netzspannungsschwankung ohne jede Stabilisierung einwandfrei, d. h:, es schaltet bereits bei einer festgelegten minimalen Strahlungsbeaufschlagung -und löscht bei Strahlungsfortfall.
  • Für manche Schaltaufgaben ist es nun erforderlich, daß das einmal gezündete Schaltrohr auch nach Fortfall der auslösenden Strahlung weiterbrennt. Man kann dieses erreichen, wenn z. B. genügend Strahlungsenergie aus der eingeleiteten Rohrzündung auf die lichtelektrische Schicht 16 des Trägers 6 fällt und somit ihre Leitfähigkeit auch dann erhalten bleibt; wenn die äußere auslösende Strahlung fortfällt. Eine Teilverspiegelung des strahlungsdurchlässigen Gehäuses 5 kann dieses erleichtern.
  • Wenn aus betrieblichen Gründen die Dunke]zünd-.spannurig wesentlich niedriger liegen kann, d. h. der Abstand der Anode 2 von der Hilfsanode 2' entsprechend kleiner sein darf, so schlägt die Gasentladung nach Einleitung zwischen den Elektroden 1 und 2' leicht auf die Anode 2 über, und das Rohr brennt dann mit einem niedrigen Innenwiderstand, da der Schichtwiderstand auf Träger 6 zwischen 2' und 2 durch die Gasentladung kurzgeschlossen ist. Das Schaltrohr brennt dann nach Fortfall der auslösenden Strahlung weiter und kann nur durch äußere Schaltmaßnahmen, z. B. durch Unterbrechung des Brennstromes über Kontakte, gelöscht werden.
  • Soll nun ein Schaltrohr den Vorteil hoher Dunkelzündspännung bei großem Abstand zwischen 2' und 2 mit dem Vorteil des niedrigen Innenwiderstandes einer Gasentladungsstrecke verbinden, so besteht die den Träger 6 bedeckende Schicht 16 aus einer Mischung von einem oder mehreren lichtelektrischen Halbleitern mit solchen Substanzen, welche bei -Erwärmung ihren Widerstand stark verkleinern, ä. B. Urandioxyd. Solche Materialien mit hohem negativem Temperaturbeiwert finden als Heißleiter (Thernewid) Verwendung.: Wenn das Strahlungsschaltrohr nach Strahlungsbeaufschlagung gezündet hat, bewirkt der durch die Trägerschicht von Stab 6 fließende Brennstrom eine Erwärmung dieser Schicht 16, der Schichtwiderstand sinkt, der Brennstrom steigt bei richtiger Wahl des äußeren Strombegrenzungswiderstandes schnell weiter auf den zulässigen Höchstwert, und der Schichtwiderstand sinkt dabei auf einen so kleinen Wert, däß der an ihm auftretende Spannungsabfall bedeutungslos wird. Auch kann man nach einer weiteren Ausführung der Erfindung die Thernewidschicht für sich auf den keramischen Träger 6 geben und darüber die lichtelektrische Schicht aufdampfen. Läßt man die lichtelektrische Schicht fort, so erhält man ein Schaltrohr, welches auf Wärmeleitung oder auf absorbierte Strahlung anspricht, welche in Wärme umgesetzt wurde. Durch die Kombination von lichtelektrischen Halbleitern mit Thernewidsubstanzen in Form von Mischungen oder Schichtungen läßt sich der Wellenbereich der absorbierten Strahlung vergrößern.
  • Die Verwendung einer Gasentladungsstrecke nach der Abb. 5 bringt den Vorteil, daß bei einer Strahlungsintensität Null bis zu einem kritischen Minimalwert, welcher die Zündung einleitet und hält, praktisch kein Vorätrom fließt, der ein empfindliches Relais zum ungewollten vorzeitigen Ansprechen bringen könnte.
  • Bei einem Schaltrohr mit Entladungsbehinderung nach Abb. 6 ist es endlich möglich, die Zündung der Entladung durch Unterbrechung der Bestrahlung einzuleiten und die Gasentladung durch anschließende Strahlungsbeaufschlagung wieder zu löschen. Dabei sitzt die Elektrode 2' dicht vor der Kathode 1. Solange die lichtelektrische Schicht 16 auf dem Träger 6 bestrahlt wird; herrscht Entladungsbehinderung, bei Strahlungsfortfall zündet das Schaltrohr zwischen Kathode 1 und Anode 2. Die Anode 2 sitzt dabei gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung im Rohrinnern des Trägerrohrs 6 und hat galvanische Verbindung mit der lichtelektrischen außenliegenden Trägerschicht 16. Dieses Schaltrohr kann vorteilhaft in Lichtschleusen Verwendung finden, um bei Verdunkelung zu schalten.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Gasentladungsröhre, deren Entladung bei konstant bleibender Betriebsspannung durch Veränderung der Elektrodenabstände gesteuert wird, gekennzeichnet durch wenigstens eine als Fortsetzung einer der beiden Elektroden (1; 2) ausgebildete Halbleiterschicht (16), welche durch eine von außen her einwirkende Licht- - und/oder Wärmestrahlung ihre Leitfähigkeit vergrößert und dadurch den wirksamen Abstand der Anode (2) zur Kathode (1) herabsetzt (Abb. 4).
  2. 2. Gasentladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanisch mit der Anode (2) verbundene Halbleiterschicht (16) auf die äußere Mantelfläche eines Keramikrohres (6) aufgetragen ist, welches an der Anode (2) angebracht ist (Abb. 4).
  3. 3. Gasentladungsröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kathodenseitige Abschluß der Halbleiterschicht durch einen Metallring (2') gebildet ist (Abb. 4).
  4. 4. Gasentladungsröhre nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Kathode (1) und dem Metallring (2') an der Halbleiterschicht (16) so gewählt ist, daß er im Faradayschen Dunkelraum, vorzugsweise an dessen unterer Grenze liegt, so daß bei Licht-und/oder Wärmeeinwirkung die Zündspannung herabgesetzt wird.
  5. 5. Gasentladungsröhre nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Kathode (1) und dem Metallring (2') an der Halbleiterschicht (16) so gewählt ist, daß er innerhalb des negativen Glimmlichtes liegt, so daß bei Licht- und/oder Wärmeeinwirkung eine Unterdrückung der Entladung eintritt.
  6. 6. Gasentladungsröhre nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des . Keramikrohres (6) und damit der ohmsche Widerstand der Halbleiterschicht (16) so groß gewählt ist, daß bei Fortfall der Licht- und/oder Wärmeeinwirkung auf die Halbleiterschicht (16) die Entladung abreißt.
  7. 7. Gasentladungsröhre nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die-Dicke der auf das Keramikrohr (6) aufgetragenen Halbleiterschicht (16) so klein. gewählt wird; daß bei Fortfall der Licht- und/oder Wärmeeinwirkung auf die Halbleiterschicht (16) die Entladung abreißt. B.
  8. Gasentladungsröhre nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht (16) auf der äußeren Mantelfläche des Keramikrohres (6) aus einem photoleitenden Stoff besteht und auf der inneren Mantelfläche eine Schicht aus einem heißleitenden Stoff aufgetragen ist, welche durch die einmal gezündete Entladung erhitzt und damit leitend wird und so die Entladung aufrechterhält.
  9. 9. Gasentladungsröhre nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die äußere Mantelfläche des Keramikrohres (6) eine wärmeempfindliche und eine lichtempfindliche Schicht übereinander aufgetragen sind. 10: Gasentladungsröhre nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht (16) durch Mischung verschiedener Stoffe sowohl licht- als auch wärmeempfindlich ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 741183, 954 625, 889 810, 411818, 754 656, 571594 445 581, 735 791; deutsche Auslegeschriften Nr. 1048 350, 1042764; USA.-Patentschrift Nr. 2 624 025.
DED34418A 1960-10-04 1960-10-04 Gasentladungsroehre Pending DE1127490B (de)

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