DE1184425B - Elektronenroehre fuer hohe Leistungen mit zwei Gittern - Google Patents

Description

• Elektronenröhre für hohe Leistungen mit zwei Gittern Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektronenröhre für hohe Leistungen mit zwei Gittern und konzentrischem Aufbau des Elektrodensystems.
• Bei Elektronenröhren hoher Leistung besteht ein Problem darin, eine Sekundäremission der Anode zu verhindern. Man kann dies bekanntlich durch ein etwa auf Kathodenpotential liegendes Bremsgitter erreichen. Bei Röhren höherer Leistung zieht man jedoch im allgemeinen aus Wirtschaftlichkeits- und Anpassungsgründen Röhren ohne Bremsgitter, also Tetroden vor.
• Ein weiteres Problem bei Röhren höherer Leistung ist die Ableitung der hauptsächlich an der Anode entstehenden Verlustwärme.
• Es ist bei Röhren mit konzentrischen Elektrodenaufbau und zwei aus axial verlaufenden Gitterholmen und quer zu diesen verlaufenden Gitterdrähten bestehenden Gittern bekannt, die Gitterholme in Axialrichtung fluchtend anzuordnen, so daß die radiale Elektronenströmung in Sektoren aufgeteilt wird, die an den den Gitterholmen benachbarten Rändern eine geringere Stromdichte aufweisen als in ihren mittleren Teilen.
• Es ist ferner bekannt, die Kennlinie einer Röhre dadurch zu beeinflussen, daß man Elektronenbündel, die in der Röhre erzeugt werden, durch eine oder mehrere im Wirkungsbereich eines Raumladegitters befindliche Steuerelektroden so beeinflußt, daß die Elektronenbündel auf Systemteile mit verschiedenen Entladungseigenschaften auftreffen. Diese Systemteile können beispielsweise durch eine Anode gebildet werden, die mit Vertiefungen verschiedener Form versehen ist. Eine Sekundäremission der Anode zu verhindern, ist bei dieser bekannten Röhre weder beabsichtigt, noch ist es mit den angegebenen Mitteln, die einem ganz anderen Zweck dienen, möglich.
• Es ist ferner bekannt, die axial verlaufenden Gitterholme an der Außenseite einer Gitterwendel anzuordnen.
• Es ist ferner eine Elektronenröhre bekannt, die einen keramischen, mit einer Innenmetallisierung versehenen Anodenkörper enthält.
• Bei keiner der bekannten Leistungsröhren wird die Sekundäremission der Anode wirksam unterdrückt. Dies zu erreichen ist das Ziel. der Erfindung.
• Eine Elektronenröhre für hohe Leistungen mit zwei aus axialen Gitterholmen und quer zu diesen verlaufenden Gitterdrähten bestehenden Gittern und mit einem konzentrischen Aufbau des Elektrodensystems, bei dem die Gitterholme in radialer Richtung miteinander fluchten, so daß der Elektronenstrom in eine Anzahl von sektorförmigen Strahlenbüscheln aufgeteilt wird, die an den den Gitterholmen benachbarten Rändern eine geringere Stromdichte aufweisen als in ihren mittleren Teilen, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenoberfläche an der Stelle eines jeden, sich in Elektronenflußrichtung in Deckung befindlichen .Gitterholmpaares parallel zur. Kathode eine Ausnehmung aufweist, vor deren Mitte die Gitterholme liegen.
• Die Teile der sektorförmigen.Strahlenbüschel des Elektronenstromes, die eine geringere Stromdichte aufweisen, verlaufen also in das Innere der Ausnehmüngen und treffen auf fieile der Anode auf, die einen größeren Abstand vom Schirmgitter haben als diejenigen Teile der Anodenoberfläche zwischen den Ausnehmungen, die von den: mittleren Teilen der sektorförmigen Strahlenbüschel' getroffen werden, in denen die Stromdichte groß igt. Dadurch kann sich auch vor den Teilen der Anode, die von Teilen des Strahlenbüschels geringerer Stromdichte getroffen werden, eine Raumladung, aufbauen, die eine Reflexion der Sekundärelektroxi#k gewährleistet. Die Anordnung der Gitterholme in der Mitte der Ausnehmungen der Anode vertleinert außerdem die Gitter-Anoden-Kapezität- und:: verringert die Gefahr von Überschlägen zwischen der Anode und dem Schirmgitter.
• Die Erfindung soll nun an Hand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden, es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Elektronenröhre gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine Querschnittsansicht längs einer Ebene 2-2 in F i g. 1 und F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teiles der F i g. 2 zur Veranschaulichung der Elektronenwege.
• Die dargestellte Elektronenröhre enthält eine Scheibe 10 aus keramischem Material, durch die die verschiedenen Leitungen und Tragdrähte 11 bis 15 hindurchreichen. Innerhalb der Röhre können ferner, wie jedoch nicht dargestellt ist, vorzugsweise zwei weitere Tragdrähte für jede Elektrode vorgesehen werden. An den oberen Enden der verschiedenen Zuleitungen und Tragdrähte sind die tellerförmigen Flanschkörper 16,17 und 18 vorgesehen, die die Kathode 20, das Steuergitter 21 und das Schirmgitter 22 tragen. Die Windungen dieser Gitter sind, wie aus F i g. 2 hervorgeht, auf der Innenseite der Gitterholme angeordnet. Die Gitterholme 21' und 22' der beiden Gitter befinden sich in Deckung, d. h. je zwei Gitterholme liegen koaxial hintereinander. Diese Deckung ist in F i g. 2 und 3 dargestellt. Mit der Keramikscheibe 10 ist der sich nach oben erstreckende Wandkörper 25, der ebenfalls aus Keramik besteht, dicht verbunden.
• Oberhalb des Wandkörpers 25 befindet sich ein massiver ringförmiger Keramikkörper 26, der auf seiner Innenseite mit Ausnehmungen oder Rillen 28 versehen und außerdem auf der Innenseite mit einem Metallüberzug 29 'ausgerüstet ist, der die Anode der Röhre bildet. Ein Metallüberzug von einer Stärke von etwa 0,002 mm, der aus einem Niederschlag aus Molybdän bestehen kann, hat einen Widerstand von 0,006 Ohm, der für Anodenströme von mehreren Ampere ausreicht. Eine derartige Anode kann durch Pressen oder Ziehen aus keramischem Material mit großer Genauigkeit in einfacher Weise hergestellt werden. Die einfache und billige Herstellung aus keramischem Material stellt einen Vorteil gegenüber etwa ganz aus Metall gefertigten Anoden dar. Außerdem enthält eine derartige Konstruktion weniger Einzelteile, und es tritt bei ihr keine Schwierigkeit infolge der thermischen Ausdehnungskoeffizienten an einer Metall-Keramik-Verschmelzung auf, die hohe. Ströme führt. Mit diesen Problemen würde man nämlich zu kämpfen haben, wenn man eine Metallanode an einem flanschartigen Tragkörper anbringen würde, der durch die Wand 26 hindurchgeführt werden müßte.
• Die Röhre ist oben durch einen becherförmigen Körper 30 abgeschlossen, der seinerseits mit dem Anodenkörper 26 dicht verbunden ist. Innerhalb des Körpers 30 ist ein zweiter, ebenfalls becherförmiger Metallkörper 31 mit nach abwärts verlaufenden Zungen 32 vorgesehen. Es sollen vorzugsweise drei Zungen vorhanden sein, die in die Ausnehmungen 28 des Anodenkörpers 26 eingreifen, um den becherförmigen Körper 30 während des Aufschmelzens auf den Anodenkörper 2.6 zu zentrieren.
• Der Becher 30 wird mit dem Anodenkörper 26 . nach gründlicher Ausheizung und Entlüftu4g (ei hoher Temperatur verschmolzen. Am Rande der Scheibe 18 ist ein .konischer 11ßta0-kragen 35 vorgesehen, der vorzugsweise mit einem Lötmittel 36 oder einem Hartlot von höherem Schmelzpunkt gefüllt werden soll. Hierdurch wird eine Wärmeübertragung zwischen dem Wandteil 25 und der Keramikscheibe.10 auf einen MetaUsockel 37, der in einer Platte 38 angebracht ist, verbessert.
• Die Richtung :des Wärmestroms ist innerhalb des Anodenkörpers 26 und des Wandteiles 25 durch mit Pfeilen versehene Linien angedeutet. Der Wärmestrom durchsetzt dann das innerhalb des Metallkragens 35 befindliche Lötmittel 36 und geht über den Metallkragen 35 in den Sockel 37 über, der ebenfalls aus Metall besteht. Dieser Weg hat einen sehr geringen thermischen Widerstand. Die in den Zuleitungen zu den Elektroden entwickelte Wärme kann über die an diesen Zuleitungen befestigten Kontaktstifte abgeführt werden.
• Die gegenseitige Lage der Kathode, der Anode und der Steuergitter mit ihren Gitterholmen Ist in F i g. 3 genauer dargestellt. Die Gitterholme 21' -des Steuergitters 21 befinden sich auf der Außenseite der Windungen dieses Gitters; und die Gitterholme 22' des Schirmgitters 22 liegen in der Mittelebene . der Ausnehmungen 28. Der Abstand des Steuergitters von der Kathodenoberfläche kann also sehr klein gehalten werden und kann weniger als der Durchmesser der Gitterholme des Steuergitters betragen. Wenn man, wie in F i g. 3 dargestellt, die Gitterhelms: 21' und 22' in die Mittelebenen der Ausnehmungen 28 legt; wird der Abstand zwischen den Gitterholmen und den von den Elektronen getroffenen Anoden-. teilen ein Maximum, so daß die Gitter-Anoden-Kapazität kleiner und die Länge der#Überschlagswegs größer wird.
• Die Teile 28' :zwischen den Ausnehmungen 28 werden von dem Hauptteil des Anodenstromes : beaufschlagt. Infolge der Gitterholme wird der von; der Kathode emittierte Elektronenstrom in eine - Reihe von Strahlenbüscheln verteilt, die die Anodenteile 28' trennen. Es ist bekannt; für eine vorgegebene Strom-', dichte zwischen dem Schirmgitter und der Anode einen bestimmten kritischen -Abstand einzuhalten, : sö daß sich zwischen diesen beiden Elektroden -eine Raumladung 28" bildet, welche eine Sekundär- , emission an der Anodenoberfläche unterdrückt. Jedoch ist hier die Elektronendichte innerhalb - de Strahlenbüschel in der Nähe der Gitterholme geringer als in der Mitte der Strahlenbüschel. Infolgedessen tritt hier in der Nähe der Gitterholme keine .: zuverlässige Unterdrückung der Sekundärelektronen ein, so daß also Sekundärelektronen auf das Schirmgitter auftreffen könnten, sofern man dies nicht durch' besondere Maßnahmen verhindert.
• Daher werden gemäß der Erfindung die, Anodenflächen 28' schmaler gemacht als der Abstand zweier Schirmgitberholme beträgt. Diejenigen Teile jedes Elektronenstrahlbüschels, in denen die 'Stromdichte gering ist, treten also in die Ausnehmungen 28 ein; wie durch die Pfeile angedeutet ist. Innerhalb. der Ausnehmungen bildet sich dabei eine Raumladung, bei 28'. Durch diese Raumladung werden Sekundärelektronen, die an der Grundfläche der Ausnehmungen 28 etwa ausgelöst werden, zurückgehalten. Die Sekundäremission der Anode wird- also durch die Raumladung unterdrückt, obwohl die Stremdichie zerr Elektxonenstrahlbüsehel in der Nähe der Gitter; verhältnismäßig gering ist. Dies gelingt deshalb; wA:,' eine zur Unterdrückung der Sekundäremission ausreichende Raumladung auch bei geringerer Stromdichte erzeugt werden kann, wenn der Weg zwischen der Anode und dem Schirmgitter genügend lang ist. Die beschriebene Röhre hat außerdem den Vorteil, einer geringen Kapazität zwischen Anode und Schirmgitter und eines langen überschlagsweges zwischen der Anode und den Gittern.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Elektronenröhre für hohe Leistungen mit zwei Gittern, die aus axialen Gitterholmen und quer zu diesen verlaufenden Gitterdrähten bestehen, und mit einem konzentrischen Aufbau des Elektrodensystems, bei dem die Gitterholme in radialer Richtung miteinander fluchten, so daß der Elektronenstrom in eine Anzahl von sektorförmigen Strahlenbüscheln aufgeteilt wird, die an den den Gitterholmen benachbarten Rändern eine geringere Stromdichte aufweisen als in ihren mittleren Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenoberfläche an der Stelle eines jeden, sich in Elektronenflußrichtung in Deckung befindlichen Gitterhohnpaares (21', 22') parallel zur Kathode eine Ausnehmung (28) aufweist, vor deren Mitte die Gitterholme liegen.
2. 2. Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode einen ringförmigen keramischen Körper (26) enthält, der innen mit einem Metallüberzug versehen ist.
3. 3. Elektronenröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem der Anschlußseite der Elektronenröhre abgewandten Ende ein becherförmiger Körper (31) befindet, von dem aus Finger (32) in die Ausnehmungen (28) hineinragen.
4. 4. Elektronenröhre nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Anodenkörper (26) mit einem weiteren ringförmigen keramischen Körper (25) verbunden ist, dessen Innendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Anodenkörpers. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 720 305, 742 591, 933 465, 951585, 952118; USA.- Patentschriften Nr.1975143, 2 864 027.