DE1193613B - Kapazitaetsarme Triode fuer hohe Frequenzen - Google Patents

Kapazitaetsarme Triode fuer hohe Frequenzen

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DE1193613B
DE1193613B DET21314A DET0021314A DE1193613B DE 1193613 B DE1193613 B DE 1193613B DE T21314 A DET21314 A DE T21314A DE T0021314 A DET0021314 A DE T0021314A DE 1193613 B DE1193613 B DE 1193613B
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DE
Germany
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anode
cathode
grid
triode
capacitance
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Pending
Application number
DET21314A
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English (en)
Inventor
Dipl-Phys Manfred Schiekel
Dipl-Phys Helmut Suessenbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken Patentverwertungs GmbH
Original Assignee
Telefunken Patentverwertungs GmbH
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J19/00Details of vacuum tubes of the types covered by group H01J21/00
    • H01J19/28Non-electron-emitting electrodes; Screens
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2893/00Discharge tubes and lamps
    • H01J2893/0001Electrodes and electrode systems suitable for discharge tubes or lamps
    • H01J2893/0012Constructional arrangements
    • H01J2893/0013Sealed electrodes

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  • Microwave Tubes (AREA)

Description

  • Kapazitätsarme Triode für hohe Frequenzen Die Erfindung betrifft eine kapazitätsarme Triode als Verstärkerröhre für hohe Frequenzen. Es ist dabei insbesondere an Frequenzen oberhalb 400 MHz gedacht.
  • Bei herkömmlichen Triodensystemen für hohe Betriebsfrequenzen wurden bereits erhebliche Anstrengungen unternommen, um die störende Gitter-Anoden-Kapazität auf möglichst kleine Werte zu reduzieren. So hat man versucht, diese Kapazität durch Verkleinerung sämtlicher Elektroden, insbesondere von Gitter und Anode, herabzudrücken. Es ist auch bekannt, der Anode eine besondere Form zu geben, - sie beispielsweise kasten- oder plattenförmig oder als tiefgezogene Anode auszubilden, von der lediglich die vordere schmale Fläche der Wanne dem Gitter unmittelbar gegenüberliegt. Schließlich wurde der Vorschlag gemacht, Abschirmbleche zwischen Gitter und Anode in Form eines Neutrodenschirmes einzufügen.
  • Während die erstgenannten Maßnahmen bei allen Schaltungsarten der Triode anwendbar sind, ist die letztgenannte Maßnahme weitgehend auf Kathodenbasisstufen beschränkt, weil wohl die Gitter-Anoden-Kapazität kleiner wird, jedoch gleichzeitig die Anoden-Kathoden-Kapazität stark anwächst. Dieses Anwachsen wirkt sich aber insbesondere bei Gitterbasisstufen störend aus.
  • Der Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde, die störende Gitter-Anoden-Kapazität einer Triode auf ein Minimum herabzudrücken. Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Anwendung einer stabförmigen, mit kreisförmigem oder elliptischem Profil ausgebildeten, mit ihrer Längsachse parallel zur Kathodenachse angeordneten Anode zur kapazitätsarmen Ausbildung einer Triode für hohe Frequenzen, vorzugsweise für Frequenzen oberhalb 400 MHz, die aus einer Flachkathode, einem die Kathode umgebenden Flachgitter und ein- oder beidseitig der Breitseite der Kathode gegenüberliegenden Anodenteilen besteht.
  • Die Anwendung von stabförmigen Anodenteilen bei Tetroden ist zwar bereits bekannt. Das Schirmgitter dieser Röhren verhindert jedoch die bei Trioden auftretende Bündelung der Elektronen, weil sich infolge des Schirmgitters ein ebenes Feld vor der Anode ausbildet. Die Bündelung der Elektronen in Richtung zur Anode ist aber für die erfindungsgemäße Wirkung sehr wichtig, weil dadurch die aus der Kathode austretenden Elektronen praktisch gleiche Laufzeiten zur Anode besitzen. Durch die gleiche Elektronenlaufzeit wird der Rauschabstand erheblich vergrößert, d. h., man kann auf diese Weise erheblich rauschärmere- Trioden herstellen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Röhre besteht in der Erzielung einer Kennlinie mit einer sehr kurzen Anstiegsflanke.
  • Gegen Anoden mit kreisförmigem oder elliptischem Querschnittsprofil mußte man bei Röhren für sehr hohe Frequenzen zunächst Bedenken haben, weil die von der Oberfläche der Kathode ausgehenden Elektronen bis zu ihrem Auftreffen auf die Anodenoberfläche tatsächlich verschiedene Laufzeiten haben. Es hat sich jedoch überraschenderweise herausgestellt, daß bei diesen Röhren, die eine hohe Kathodenstromdichte besitzen, im wesentlichen der Laufraum Kathode-Gitter eine Rolle spielt, weil bei üblichen Elektrodenabständen und Betriebswerten etwa dreiviertel der Gesamtlaufzeit der Elektronen von der Kathode zur Anode wegen der sich im Gitterkathodenraum ausbildenden Raumladung auf den Raum zwischen Kathode und Gitter entfällt. Es spielt daher nur eine untergeordnete Rolle, daß Elektronen nach Passieren des Gitters bis zum Auftreffen auf die Anodenoberfläche verschiedene Laufzeiten haben.
  • Zur Durchführung der Erfindung empfiehlt es sich, die stabförmig ausgebildeten Anoden aus einem thermisch hoch belastbaren Werkstoff, z. B. aus Wolfram oder Molybdän, herzustellen.
  • Es ist weiterhin zweckmäßig, zur Verringerung der Gitter-Anoden-Kapazität zwischen Gitter und Anode auf Kathodenpotential liegende Streben anzuordnen, die zweckmäßig ebenfalls aus einem thermisch hoch belastbaren Werkstoff, in gleicher Weise wie die Anodenstäbe, ausgebildet werden. Eine solche Röhre mit Abschirmstreben eignet sich insbesondere für eine Kathodenbasisschaltung.
  • Ausführungsbeispiele für die Erfindung sind in den Zeichnungen unter Gegenüberstellung mit den eingangs erwähnten bekannten Röhren wiedergegeben. Die Figuren zeigen jeweils Querschnitte durch den Elektrodenaufbau ohne den Röhrenkolben.
  • In den F i g. 1 und 2 der Zeichnung ist die bekannte Methode (F i g. 1) der erfindungsgemäßen Anordnung (F i g. 2) gegenübergestellt. Mit 1 sind jeweils die Glimmerscheibe, mit 2 die Kathode, mit 3 das als Spanngitter ausgebildete Gitter und mit 5 die Anode bezeichnet. Während bei der Anordnung nach F i g.1 die Anode aus einem profilierten Blech besteht, ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß F i g. 2 als Anode eine Strebe mit kreisförmigem Profil vorgesehen. Diese Anordnung ist aus einem thermisch hoch belastbaren Werkstoff, z. B. Wolfram oder Molybdän, hergestellt.
  • Bei der Gitterbasisschaltung ist für die Ausgangskurzschlußresonanzfrequenz neben der Anodenzuleitungsinduktivität vor allem die Gitter-Anoden-Kapazität maßgebend. Die Größe dieser Gitter-Anoden-Kapazität wird vor allem durch die Umgriffs- und Zuleitungskapazität bestimmt. Durch einen einseitigen Systemaufbau, wie er in F i g. 1 dargestellt ist, kann die Umgriffskapazität verringert werden. Die Anodenoberfläche kann dabei aber nicht beliebig klein gehalten werden, da sie für die notwendige Wärmeabstrahlung sorgen muß. Diese Oberfläche kann durch die Verwendung eines spezifisch hoch belastbaren Materials auf ein Minimum reduziert werden, wie sich aus der Anordnung gemäß F i g. 2 ergibt. Die stabförmige Anordnung der Anode besitzt darüber hinaus jedoch noch weitere Vorteile. Es ergibt sich eine einfachere Herstellung; weil die Montage erheblich einfacher ist als bei Verwendung einer Anode gemäß F i g. 1.
  • An Hand der F i g. 3 und 4 soll nun durch Vergleich eines bekannten Elektrodenaufbaues (F i g. 3) mit dem erfindungsgemäßen Aufbau gemäß F i g. 4 erläutert werden, daß die strebenförmige Ausbildung einer Anode auch bei zweiseitiger Anodenanordnung erhebliche Vorteile besitzt. Eine solche Röhre wird vorzugsweise in Kathodenbasisschaltung betrieben. Hierbei kommt es vor allem auf die für die Rückwirkung maßgebliche Gitter-Anoden-Kapazität an. Diese Gitter-Anoden-Kapazität wird durch die Ausbildung der Anodenteile 5 als Streben mit kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt reduziert. Um eine weitere Reduzierung dieser Kapazität zu erreichen, sind zwischen Gitter und Anode auf Kathodenpotential liegende Streben 4 angeordnet. Diese Streben 4 entsprechen den in F i g. 3 dargestellten U-förmig ausgebildeten Abschirmteilen 4. Die durch die kreisförmigen Abschirmstreben in F i g. 4 bedingte Zunahme der Aus- und Eingangskapazität ist jedoch wesentlich geringer als im Falle der U-förmigen Abschirmteile gemäß F i g. 3. Vergleichsversuche haben ergeben, daß die Gitter-Anoden-Kapazität bei Ausbildung der Anode bzw. der Anodenteile in Form von Stäben erheblich niedriger ist als bei Verwendung von profilierten Anoden, wie sie in den F i g. 1 und 3 wiedergegeben sind.
  • Gleichzeitig kann man mit einer Röhre, die einen Elektrodenaufbau gemäß F i g. 2 oder 4 besitzt, auf einfache Weise eine Regelkennlinie erzielen. Solche Halbregelcharakteristiken sind bei Röhren im Ultrahochfrequenzgebiet erwünscht. Die Regelcharakteristik ergibt sich aus dem vom Mittelpunkt aus sich ändernden Abstand zwischen Gitter und Anodenoberfläche.

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1. Anwendung einer stabförmigen, mit kreisförmigem oder elliptischem Profil ausgebildeten, mit ihrer Längsachse parallel zur Kathodenachse angeordneten Anode zur kapazitätsarmen Ausbildung einer Triode für hohe Frequenzen, vorzugsweise für Frequenzen oberhalb 400 MHz, die aus einer Flachkathode, einem die Kathode umgebenden Flachgitter und ein- oder beidseitig der Breitseite der Kathode gegenüberliegenden Anodenteilen besteht.
  2. 2. Triode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Gitter-Anoden-Kapazität zwischen Gitter und Anode auf Kathodenpotential liegende Streben angeordnet sind.
  3. 3. Triode nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenstäbe (und gegebenenfalls die Abschirmstäbe) aus einem thermisch hoch belastbaren Werkstoff, z. B. aus Wolfram oder Molybdän, bestehen.
  4. 4. Triode nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenstäbe seitlich des Hauptentladungsraumes angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 575 007, 933 465; USA.-Patentschriften Nr. 2 459 861, 2 968 742.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE575007C (de) * 1928-01-31 1933-04-22 Radiowerk E Schrack Akt Ges Elektronenroehre fuer Empfangs- und Verstaerkerzwecke
US2459861A (en) * 1946-03-21 1949-01-25 Raytheon Mfg Co Electrode structure for electrical space discharge tubes
DE933465C (de) * 1948-10-02 1955-09-29 Siemens Ag Strahlungsgekuehlte Entladungsroehre
US2968742A (en) * 1958-07-25 1961-01-17 Standard Coil Prod Co Inc High efficiency triode vacuum tube

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