DE1280422B

DE1280422B - Device consisting of one or more than one electric discharge tubes of very small dimensions arranged in a container

Info

Publication number: DE1280422B
Application number: DEN23715A
Authority: DE
Inventors: Antonius Gerardus Joha Oostrom; Albertus Venema
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1962-09-11
Filing date: 1963-09-07
Publication date: 1968-10-17
Also published as: US3275865A; GB1019136A; DK108368C; BE637187A; CH424001A; NL113462C

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

HOIjHOIj

Deutsche Kl.: 21g-13/20German class: 21g-13/20

Nummer: 1280 422 Number: 1 280 422

Aktenzeichen: P 12 80 422.7-33 (N 23715) File number: P 12 80 422.7-33 (N 23715)

Anmeldetag: 7. September 1963 Filing date: September 7, 1963

Auslegetag: 17. Oktober 1968 Opening day: October 17, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, bestehend aus einer oder mehr als einer, in einem Behälter angeordneten elektrischen Entladungsröhre von sehr kleinen Abmessungen, die aus zusammengelöteten, zylindrischen Teilen aus Keramik und plattenförmigen Teilen aus Metall besteht.The invention relates to a device consisting of one or more than one in one Container arranged electric discharge tube of very small dimensions, which are made of soldered together, cylindrical parts made of ceramic and plate-shaped parts made of metal.

Der Aufbau von Entladungsröhren aus zusammengelöteten, zylindrischen Teilen aus Keramik und Metall gestattet den Bau sehr kompakter Röhren. Die Anordnung derartiger Röhren in einem gemeinsamen kompakten Behälter bereitet jedoch Schwierigkeiten auf Grund der Wärmeentwicklung, die von der Heizung der Kathoden ausgeht und beim Betrieb dauernd auftritt.The construction of discharge tubes from soldered together, cylindrical parts made of ceramic and metal allow the construction of very compact tubes. However, the arrangement of such tubes in a common compact container prepares Difficulties due to the heat generated by the heating of the cathodes and occurs continuously during operation.

Röhren mit Feldemissionskathoden weisen diesen Nachteil nicht auf, erfordern dagegen aber ein extrem hohes Vakuum. Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und Mängel und gibt eine Vorrichtung an, die gegenüber den bekannten Anordnungen erhebliche Vorteile aufweist. In einer Vorrichtung der eingangs genannten Art besteht die Erfindung darin, daß die bzw. jede Röhre ein pumpstutzenloses Entladungsgefäß hat, mit Argon mit einem Druck von einigen zehn Torr gefüllt ist und eine als Feldemissionskathode mit einer Kathodenspitze mit sehr kleinem Krümmungsradius ausgebildete Kathode enthält, und daß der Innenraum des die Röhre(n) enthaltenden Behälters während des Betriebes der Röhre(n) auf einer so niedrigen Temperatur gehalten ist, daß das Argon kondensiert und in der (den) Röhre(n) ein Druck von weniger als 10~¹³ Torr herrscht.Tubes with field emission cathodes do not have this disadvantage, but require an extremely high vacuum. The invention avoids these disadvantages and deficiencies and provides a device which has considerable advantages over the known arrangements. In a device of the type mentioned, the invention consists in that the or each tube has a discharge vessel without a pump nozzle, is filled with argon at a pressure of a few tens of Torr and contains a cathode designed as a field emission cathode with a cathode tip with a very small radius of curvature, and that the interior of the container containing the tube (s) is kept at such a low temperature during operation of the tube (s) that the argon condenses and a pressure of less than 10 ~ ¹³ Torr in the tube (s) prevails.

Die gleichzeitige Verwendung von zusammengelöteten Röhren und der Argonfüllung ermöglicht es, eine Zusammenlötung ohne Pumpstutzen auszuführen, bei der gleichzeitig die Argonatmosphäre eine Bedampfung der Feldemissionskathode mit dem Lötwerkstoff verhindert. Weiterhin sind durch das Fehlen des Pumpstutzens die Röhren sehr klein ausführbar. The simultaneous use of pipes soldered together and the argon filling made possible it is to carry out a soldering without a pump nozzle, in which the argon atmosphere at the same time prevents vaporization of the field emission cathode with the soldering material. Furthermore, the In the absence of the pump nozzle, the tubes can be made very small.

Durch die beim Betrieb der Röhre bzw. Röhren herrschende niedrige Temperatur, die das Argon kondensieren läßt, wird gleichzeitig eine Absorption der eventuell noch vorhandenen Restgase erreicht. Wegen des Fehlens einer Kathodenheizung bei der Röhre können die Abmessungen der Röhren sehr klein gehalten werden, so daß viele Röhren in einem Behälter zu einer logischen Schaltung miteinander vereint werden können.Due to the low temperature prevailing during the operation of the tube or tubes, the argon lets condense, an absorption of any residual gases that may still be present is achieved at the same time. Because of the lack of cathode heating in the tube, the dimensions of the tubes can be kept very small, so that many tubes in one container form a logical circuit with one another can be united.

Zwar war bereits bekannt, einen Elektronenvervielfacher mit flüssiger Luft zu kühlen, um den Dunkelstrom der Kathode herabzusetzen, aber dieseIt was already known to cool an electron multiplier with liquid air in order to achieve the Dark current of the cathode decrease, but this

Vorrichtung, bestehend aus einer oder mehr
als einer, in einem Behälter angeordneten
elektrischen Entladungsröhre von sehr
kleinen AbmessungenDevice consisting of one or more
as one placed in a container
electric discharge tube of very
small dimensions

Anmelder:Applicant:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)Eindhoven (Netherlands)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. H.-D. Zeller, Patentanwalt,Dr.-Ing. H.-D. Zeller, patent attorney,

2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 72000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Antonius Gerardus Johannes van Oostrom,Antonius Gerardus Johannes van Oostrom,

Albertus Venema, Eindhoven (Niederlande)Albertus Venema, Eindhoven (Netherlands)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Niederlande vom 11. September 1962 (283116)Netherlands 11 September 1962 (283116)

Temperatur ist nicht niedrig genug, um dadurch Restgase derart zu kondensieren, daß ungestörte Feldemission möglich ist.Temperature is not low enough to condense residual gases in such a way that undisturbed Field emission is possible.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail by means of exemplary embodiments with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Diode nach der Erfindung,
F i g. 2 eine steuerbare Entladungsröhre undFig. 1 is a section through a diode according to the invention,
F i g. 2 a controllable discharge tube and

F i g. 3 schematisch eine Vorrichtung mit einer Anzahl von Röhren nach der Erfindung.F i g. Figure 3 schematically shows a device with a number of tubes according to the invention.

In F i g. 1 ist 1 ein Zylinder aus reinem Aluminiumoxyd, gegen den die Kathodenplatte 2 und die Anodenplatte 3 mittels Lötränder 4 bzw. 5 festgelötet sind. Die Platten bestehen aus Molybdän. Sie sind an dem mit Molybdänmanganpulver metallisierten Zylinder mit Silber festgelötet. Auf der Kathodenplatte 2 ist ein Wolframdraht 6 von 0,1 mm Stärke festgeschweißt, dessen Spitze 7 einen Krümmungsradius von 2-10~^smm aufweist. Der Abstand von der Spitze 7 bis zur Platte 3 beträgt 0,3 mm. Der Durchmesser der Kathoden- und Anodenplatte ist 3 mm und die Höhe des Zylinders ist 4 mm. Die Röhre ist nach dem Entgasen in einer Argonatmosphäre von 20 Torr zugelötet. Wird die Röhre in flüssiges Helium getaucht, so kann bei einer Anodenspannung von 0,75 kV ein Strom von 10 μΑ fließen.In Fig. 1, 1 is a cylinder made of pure aluminum oxide, against which the cathode plate 2 and the anode plate 3 are firmly soldered by means of soldering rims 4 and 5, respectively. The plates are made of molybdenum. They are soldered with silver to the cylinder, which is metallized with molybdenum manganese powder. A tungsten wire 6 0.1 mm thick is welded to the cathode plate 2, the tip 7 of which has a radius of curvature of 2-10 ~ ^s mm. The distance from the tip 7 to the plate 3 is 0.3 mm. The diameter of the cathode and anode plate is 3 mm and the height of the cylinder is 4 mm. After degassing, the tube is soldered shut in an argon atmosphere of 20 Torr. If the tube is immersed in liquid helium, a current of 10 μΑ can flow at an anode voltage of 0.75 kV.

809 627/1144809 627/1144

In Fig. 2 ist die Kathode (Draht 6, Spitze7) auf gleiche Weise wie bei der Röhre nach Fig. 1 angeordnet. Die Kathodenspitze 7 steht gegenüber einer Öffnung 8 in der Platte 9, nach der, in Bewegungsrichtung der Elektronen gesehen, die gelochte Platte 10 und schließlich die Anode 11 angeordnet sind. Die Kathodenplatte 2 und die Platten 9 und 10 sowie die Anode 11 sind gegeneinander durch die vakuumdicht an ihnen festgelöteten Zylinder aus Aluminiumoxyd 12,13,14 isoliert. Auf der Außenseite sind zur Herabsetzung der mechanischen Spannungen an den Lötstellen Zylinder 15 und 16 festgelötet. Die Platte 9 hat, wie die Anode der Röhre nach F i g. 1, eine Spannung von 0,75 kV gegenüber der Kathode. Die Platte 10 befindet sich etwa auf Kathodenpotential. Mit dieser Platte 10 kann der durch die als Sauganode wirkende Platte 9 beschleunigte Elektronenstrom gesteuert und dadurch der Anodenstrom bestimmt werden.In FIG. 2 the cathode (wire 6, tip 7) is arranged in the same way as in the case of the tube according to FIG. The cathode tip 7 is opposite an opening 8 in the plate 9, after which, seen in the direction of movement of the electrons, the perforated plate 10 and finally the anode 11 are arranged. The cathode plate 2 and the plates 9 and 10 as well as the anode 11 are insulated from one another by the cylinders made of aluminum oxide 12, 13, 14 which are soldered to them in a vacuum-tight manner. On the outside, cylinders 15 and 16 are soldered to reduce the mechanical stresses at the soldering points. The plate 9, like the anode of the tube according to FIG. 1, a voltage of 0.75 kV across the cathode. The plate 10 is approximately at cathode potential. With this plate 10, the electron flow accelerated by the plate 9 acting as a suction anode can be controlled and the anode current can thereby be determined.

In Fig. 3 ist der Kryostat schematisch.mit dem einzigen Dewarschen Gefäß 17 dargestellt, in dem sich fast bis zur Öffnung flüssiges Helium 18 befindet. In diesem flüssigen Helium befinden sich Baueinheiten 19, die je eine Anzahl von Röhren des vom in Fig. 2 dargestellten Typs enthalten. Durch den Hals des Dewarschen Gefäßes sind die elektrischen Anschlußdrähte 20 für die Baueinheiten 19 hindurchgeführt. Die passiven Schaltelemente befinden sich in den Baueinheiten.In Fig. 3 the cryostat is schematisch.mit the single Dewar's vessel 17 is shown, in which liquid helium 18 is almost up to the opening. In this liquid helium there are units 19, each of which has a number of tubes from the included in the type shown in FIG. Through the neck of the Dewar's vessel are the electric ones Connecting wires 20 for the structural units 19 passed through. The passive switching elements are located in the building units.

Claims

Claim:

Device consisting of one or more than one electrical discharge tube of very small dimensions, arranged in a container, consisting of cylindrical parts made of ceramic and plate-shaped parts made of metal, which are soldered together, characterized in that the or each tube has a discharge vessel without a pump nozzle, is filled with argon at a pressure of a few tens of Torr and contains a cathode designed as a field emission cathode with a cathode tip (7) with a very small radius of curvature, and that the interior of the container (17) containing the tube (s) during operation of the tube ( n) is kept at such a low temperature that the argon condenses and the pressure in the tube (s) is less than 10 ^-13 Torr.

Considered publications:
German Patent No. 689 830;
Austrian Patent No. 160477;
Valvo Reports, 1958, Vol. IV, Book 3, pp. 92 to 103.

1 sheet of drawings