DE1229195B

DE1229195B - Control electrode (grid) for an electrical discharge tube

Info

Publication number: DE1229195B
Application number: DEP26914A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Alexander Otto Heinze
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1961-04-06
Filing date: 1961-04-06
Publication date: 1966-11-24
Also published as: US3253181A; GB978786A

Description

Steuerelektrode (Gitter) für tine elektrische Entladungsröhre Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerelektrode (Gitter) für eine elektrische Entladungsröhre, insbesondere für eine Vakuumentladungsröhre hoher Isolationsfestigkeit, deren metallische Gitterstege in Isolierstoffscheiben gehaltert werden und deren Gitterdraht mit den Gitterstegen an den Berührungsflächen metallisch verbunden ist.Control electrode (grid) for tine electric discharge tube The invention relates to a control electrode (grid) for an electrical discharge tube, especially for a vacuum discharge tube of high insulation strength, the metallic Grid bars are held in insulating disks and their grid wire with the Lattice bars on the contact surfaces is connected to metal.

Die Elektrodensysteme leistungslos gesteuerter Elektrodenröhren, z. B. Verstärkerröhren, werden bekanntlich durch Glimmer oder Keramikscheiben gegeneinander ausgerichtet und voneinander isoliert. Auf die Isolation ist dabei insbesondere beim Steuergitter zu achten, da dieses keinen Strom führen soll. Wichtig ist, daß die bei der Herstellung erreichte Isolationsfestigkeit während des Betriebes der Elektronenröhre aufrechterhalten bleibt. Das Nachlassen der Isolationsfestigkeit wird im wesentlichen von Kathodenbestandteilen verursacht, die während des Betriebes von der erhitzten Kathode auf andere Teile überdampfen, sich als leitende Überzüge auf die anderen Röhrenbauteile legen und damit z. B. den Isolationswiderstand zwischen der Kathode und dem Steuergitter herabsetzen und die Röhre unbrauchbar machen.The electrode systems of powerless controlled electrode tubes, z. B. amplifier tubes, as is known, by mica or ceramic discs against each other aligned and isolated from each other. The isolation is particularly important Pay attention to the control grid, as this should not carry any current. It's important, that the insulation strength achieved during manufacture during operation of the Electron tube is maintained. The decrease in insulation strength is mainly caused by components of the cathode that occur during operation Evaporate from the heated cathode to other parts as conductive coatings place on the other tube components and thus z. B. the insulation resistance between degradation of the cathode and control grid and render the tube unusable.

Es ist bekannt, die verschiedensten Bauteile der Elektronenröhren mit besonderen Schichten zur Isolationserhöhung zu überziehen, z. B. ist bekannt das Aufbringen der Isolierschicht aus Aluminiumoxyd (A1203) auf Heizfäden. Weiterhin ist auch die Bedeckung der sogenannten Isolatoren in den Röhrensystemen bekannt, z. B. durch Abdeckung mit einer Schicht, die die Eigenschaft aufweist, von der Kathode ausgehende elektronenaktive Stoffe in isolierende Stoffe umzuwandeln. Diese zuletzt genannte Bedeckung bezieht sich insbesondere auf die Zuführungsdrähte am Quetschfuß einer Elektronenröhre und besteht aus einer Schicht aus amphoteren Oxyden.It is known the most diverse components of electron tubes to be covered with special layers to increase the insulation, e.g. B. is known applying the insulating layer of aluminum oxide (A1203) to heating filaments. Farther the covering of the so-called insulators in the pipe systems is also known, z. B. by covering with a layer which has the property of the cathode to convert outgoing electron-active substances into insulating substances. This last Said cover relates in particular to the lead wires on the pinch foot an electron tube and consists of a layer of amphoteric oxides.

Es ist weiterhin bekannt, die Drahtwindungen der Gitter und die das Gitter tragenden Gitterstege mit Metalloxyden des Nickels, Aluminiums und Magnesiums vollständig oder nur an den Stellen zu bedecken, an denen sich die Gitterwindungen mit den Gitterstegen berühren. Hierzu sollen Widerstände von nur einigen hundert Ohm genügen. Bei dieser Anordnung stehen also die einzelnen Windungen des Gitterdrahtes nicht mit den Gitterstegen in elektrisch leitender Verbindung, sondern das Gegenteil davon soll erreicht werden. Die Zuführung des elektrischen Stromes an die Gitterdrahtwindungen erfolgt nur an den beiden Anschlußstellen an den Sockelstiften.It is also known the wire turns of the grids and the that Lattice-supporting lattice bars with metal oxides of nickel, aluminum and magnesium to cover completely or only in the places where the grid turns touch with the bars. For this purpose, resistances of only a few hundred Ohm are enough. With this arrangement, the individual turns of the grid wire stand not in an electrically conductive connection with the bars, but the opposite of which is to be achieved. The supply of electrical current to the wire mesh windings occurs only at the two connection points on the socket pins.

Gerade diese zuletzt genannten Nachteile und Mängel werden nach der Erfindung für eine Steuerelektrode, d. h. ein Steuergitter für eine elektrische Entladungsröhre der eingangs genannten Art, dadurch vermieden, daß die Gitterstege mindestens in dem Bereich, in dem sie durch die Isolierstoffscheiben hindurchtreten, mit einer isolierenden Deckschicht überzogen sind.Especially these last-mentioned disadvantages and deficiencies are after the Invention for a control electrode, d. H. a control grid for an electrical Discharge tube of the type mentioned, avoided in that the grid webs at least in the area in which they pass through the insulating discs, are covered with an insulating top layer.

Nach der Erfindung kann ein als Kerbgitter ausgebildetes Gitter derart ausgebildet sein, daß die Deckschicht nur an den im Verdampfungsschatten der Kathode liegenden Kerbstellen der Gitterstege das blanke Stegmaterial freigibt. Dabei kann die Deckschicht 0,1,u stark sein und auch aus einer an der Oberfläche vorzugsweise auf elektrolytischem Wege oxydierten Aluminiumschicht bestehen.According to the invention, a grille designed as a notch grating can be of this type be designed that the cover layer only on the in the evaporation shadow of the cathode lying notches of the lattice bars exposes the bare bar material. Here can the top layer 0.1, u thick and also preferably made of one on the surface consist of electrolytically oxidized aluminum layer.

Die Deckschicht kann aus einer p-leitenden Halbleiterschicht bestehen und diese wiederum aus an der Oberfläche oxydiertem Nickel. Ferner kann die Deckschicht vorzugsweise an den Stellen der mit Spannungszuleitungen zu verbindenden Enden entfernt sein, die sich von der Kathode aus gesehen im Verdampfungsschatten befinden.The cover layer can consist of a p-conducting semiconductor layer and these in turn are made of nickel that is oxidized on the surface. Furthermore, the top layer preferably removed at the points of the ends to be connected to voltage leads which are in the evaporation shadow when viewed from the cathode.

Das Bedecken mit Aluminiumoxyd verbessert die Isolationsfestigkeit zwischen allen Elektroden, gleichgültig, welches Potential diese gegeneinander aufweisen. Für Gitter mit einem gegenüber der Kathode negativen Potential, insbesondere für Steuergitter, kann auch der Sperreffekt von Halbleitern ausgenutzt werden. Es wurde festgestellt, daß die auf die Glimmer- oder Keramikscheiben aufdampfenden Schichten sich wie n-leitende Halbleiter verhalten. Gemäß der Erfindung erhalten die Gitterstege deshalb einen Überzug mit p-leitender Eigenschaft. Ein solcher Überzug besteht vorzugsweise aus oxydiertem Nickel.Covering with aluminum oxide improves the insulation strength between all electrodes, regardless of what potential they have against each other. For grids with a negative potential in relation to the cathode, in particular for Control grid, the blocking effect of semiconductors can also be used. It was found that the layers evaporating onto the mica or ceramic disks behave like n-conducting semiconductors. According to the invention, the lattice bars are obtained therefore a coating with p-type properties. Such a coating preferably exists made of oxidized nickel.

Bei negativer Polung des Gitters bildet sich dann an der Übergangsstelle zwischen der aufgedampften Schicht und dem Metall des Elektrodentragorgans ein p-n-übergang aus, der den Stromfluß zwischen den Gitterstegen und der bedampften Scheibe-sperrt. Nach längerem Betrieb zeigten mit solchen p-n-übergängen versehene Röhren einen Isolationswiderstand des Steuergitters, der um etwa einen Faktor 100 höher lag als bei der üblichen Isolation.With negative polarity of the grid then forms at the transition point between the vapor-deposited layer and the metal of the electrode support member a p-n junction, which controls the flow of current between the bars and the vaporized Washer-locks. After prolonged operation, they showed p-n junctions of this type Tubes an insulation resistance of the control grid, which by about a factor of 100 higher than the usual isolation.

Im Gegensatz zu dem bekannten Stand der Technik stehen bei Kerbgittern also die Gitterwindungen mit den Gitterstegen in leitender elektrischer Verbindung an den Kerbstellen, die im Schatten liegen, so daß die von der Kathode während des Betriebes abdampfenden Teile sich kaum an diesen Stellen niederschlagen.In contrast to the known state of the art, there are notch grids so the lattice windings with the lattice bars in a conductive electrical connection at the notch points that are in the shadow, so that the cathode during the Parts that evaporate during operation are hardly reflected at these points.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Figur ist invergrößertem Maßstab ein Ausschnitt aus einer elektrischen Entladungsröhre dargestellt. Eine Zentrierscheibe 1, beispielsweise aus Glimmer, hält eine Kathode 3 und Stege 5 des Steuergitters der Röhre dabei gegenseitig im richtigen Abstand voneinander.The invention is based on the embodiment shown in the drawing explained in more detail. In the figure, on an enlarged scale, is a section of a electric discharge tube shown. A centering disc 1, for example made of mica, a cathode 3 and webs 5 of the control grid of the tube hold each other at the right distance from each other.

Die Gitterstege 5 sind mit einer Deckschicht 7 aus Aluminium überzogen, deren Oberfläche beispielsweise auf elektrolytischem Wege oxydiert ist. Die durch das Aluminiumoxyd als Isolierschicht wirkende Deckschicht 7 ist an den Stellen, an denen die Gitterstege 5 eingekerbt sind, aufgebrochen. Das Aufbrechen erfolgte dabei durch den Kerbvorgang. Die Gitterwindungen 9 stehen somit in metallischer Verbindung mit den Stegen. Die Kerben befinden sich von der Kathode aus gesehen im Stegschatten.The lattice bars 5 are covered with a cover layer 7 made of aluminum, the surface of which is oxidized, for example by electrolytic means. By the aluminum oxide acting as an insulating layer 7 is at the points on which the lattice bars 5 are notched, broken open. The break up took place by the notching process. The grid windings 9 are thus in metallic Connection with the bridges. The notches are seen from the cathode in the bridge shadow.

Die isolierende Deckschicht 7 ist außerdem dort von den Stegenden 11 entfernt, wo diese mit den nicht dargestellten Zuleitungen für die Röhrenanschlußstifte zu verbinden sind. Das Entfernen der isolierenden Deckschicht 7 kann dort mittels eines scharfkantigen Gegenstandes, beispielsweise einer Messerklinge, vorgenommen werden. Die, abisolierten Stellen werden hierbei auch vorzugsweise an den Stellen vorgesehen, die von der Kathode aus gesehen im Stegschatten liegen.The insulating cover layer 7 is also there from the web ends 11 removed, where these with the leads, not shown, for the tube connection pins are to be connected. The insulating cover layer 7 can be removed there by means of a sharp-edged object, for example a knife blade will. The stripped points are also preferably at the points provided, which are seen from the cathode in the ridge shadow.

Von der Kathode verdampft nach längerem Betrieb Material, das sich unter anderem auf der Glimmerscheibe 1 als leitende Schicht 13 niederschlägt. Da auf die Stege 5 die isolierende Schicht 7 aufgebracht ist, kann die auf die Glimmerscheibe aufgedampfte Schicht von der Kathode her praktisch keine Kriechströme zu den Gitterstegen 5 leiten. Der hohe Übergangswiderstand der Isolation zwischen der aufgedampften leitenden Schicht 13 und dem Stegmaterial steht diesen entgegen. Die Kriechströme müssen über die Kerben 15 in den Stegen oder über die Schweißstellen der Stromführungen fließen. Diese Wege sind aber wesentlich länger. Da die blanken Stegstellen außerdem im Steg- und damit Verdampfungsschatten der Kathode liegen und bis zu diesen damit wenig aufdampfenden Material gelangt ist, ist der Kriechweg praktisch versperrt. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wurden Nickelstege 5 durch Oxydation in feuchter Luft bei einer Temperatur von etwa 600° C mit einem festhaftenden überzug von p-leitendem Nickeloxyd versehen. Dabei bildet sich zwischen der n-leitenden aufgedampften Schicht 13 und der p-leitenden Nickeloxydschicht eine p-n-Sperrschicht mit Gleichrichtereffekt aus. An den Stellen, an denen die Gitterstege 5 mit Stromzuleitungen verschweißt bzw. mit Kerben 15 versehen werden, läßt sich die p-leitende Nickeloxydschicht ebenso leicht entfernen wie die Aluminiumoxydschicht.After prolonged operation, material evaporates from the cathode among other things on the mica plate 1 as a conductive layer 13 is deposited. There the insulating layer 7 is applied to the webs 5, which can be applied to the mica disk vapor-deposited layer from the cathode, practically no leakage currents to the lattice bars 5 direct. The high contact resistance of the insulation between the vapor-deposited conductive layer 13 and the web material oppose these. The leakage currents must over the notches 15 in the webs or over the welds of the current leads flow. However, these paths are much longer. Because the bare bridge areas as well lie in the web and thus evaporation shadow of the cathode and up to this with it If little vapor-depositing material has entered, the creepage path is practically blocked. In another embodiment of the invention, nickel bars 5 were made by oxidation in moist air at a temperature of about 600 ° C with an adherent coating provided with p-type nickel oxide. This forms between the n-type vapor-deposited layer 13 and the p-type nickel oxide layer a p-n barrier layer with rectifier effect. At the points where the bars 5 with power supply lines be welded or provided with notches 15, the p-conductive nickel oxide layer remove just as easily as the aluminum oxide layer.

Claims

Claims: 1. Control electrode (grid) for an electrical Discharge tube, especially for a vacuum discharge tube with high insulation strength, their metallic bars. are held in insulating disks and their Lattice wire is metallically connected to the lattice bars on the contact surfaces, characterized in that the lattice webs (5) at least in the area in which they pass through the insulating disks, with an insulating cover layer (7) are coated.

2. Designed as a notch lattice grating according to claim 1, characterized characterized in that the cover layer (7) only on the in the evaporation shadow of the cathode lying notches of the grid bars (5) exposes the bare bar material.

3. Grating according to Claim 1 or 2, characterized in that the cover layer (7) is approximately 0.1, u is strong.

4. Grid according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the cover layer (7) consists of a surface, preferably electrolytic Ways oxidized aluminum layer is made.

5. Grid according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cover layer (7) consists of a p-conductive semiconductor layer consists.

6. Grid according to one or more of claims 1 to 3 and 5, characterized characterized in that the p-conductive layer (7) is made of oxidized on the surface Nickel is made.

7. Grid according to one or more of the preceding claims; characterized in that the cover layer (7) preferably at the points of with voltage leads to be connected ends (11) is removed from the Cathode (3) are located in the evaporation shadow as seen from. Considered publications: German Patent No. 683 834; British Patent No. 492,983; Monk, "New and proven in high vacuum technology", Halle, 1959, pp. 724 to 726.