DE2203716A1

DE2203716A1 - Ejection shield for planar triodes

Info

Publication number: DE2203716A1
Application number: DE19722203716
Authority: DE
Inventors: Werner; Grover Wendeil Grover; Salt Lake City Ut. Brunhart (V.St.A.)
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1971-01-29
Filing date: 1972-01-27
Publication date: 1972-08-17
Also published as: AU3840672A; CA948264A; AU451706B2

Description

Auswurf-Abschirmung für Planartrioden Priorität: 29. Januar 1971 - USA - Ser. No. 111,061 Zusammenfassung Es wird eine Planartriode beschrieben, bei der der Anoden-Gitterelsolator eine einwärts vorstehende, ringförmige Auswurf-Abschirmung aufweist, mit der die Innenseite des Anoden-Gitter-Isolators gegen den Niederschlag von Material abgeschirmt wird, das von der Kathode, Gittern uad anderen Teilen der Röhre ausgeworfen wird. Die Ausfwurf-Abschirmung ist als integraler Teil des Anoden-Gitter-Isolators gefont, d.h. als einstückige, einheitliche Konstruktion aus dem gleichen Material, ohne daß Verbindungen zwischen Teilen notwendig sind. Ejection shield for planar triodes Priority: January 29, 1971 - USA - Ser. No. 111.061 Summary A planar triode is described in which the anode grid insulator has an inwardly protruding, annular ejection shield has, with which the inside of the anode grid insulator against the precipitation is shielded by material from the cathode, grids and other parts of the Tube is ejected. The ejection shield is an integral part of the anode grid insulator gefont, i.e. as a one-piece, uniform construction made of the same material, without the need for connections between parts.

Ausgangspunkt der Erfindung In Planartrioden wird eine Auswurf-Abschirmung vorgesehen, die vom Anoden-Gitter-Isolator vorsteht. Die Auswurf- Abschirmung dient dazu, das Innere des Anoden-Gitter-Isolators gegen die Ansammlung von ausgevorfenem Kathoden-und Gitter-Material abzuschirmen. Der Niederschlag von solchem Material auf der Innenseite des Anoden-Gitter-Isolators kann zu einem Spannungszusammenbruch der Röhre führen, aber auch eine änderung der Gitter-Anoden-Kapazität bewirken und eine unerwUnschte Absorption der Hochfrequenzenergie. Diese Effekte fUhren dazu, dass das Betriebsverhalten der Röhre im Gebrauch sich verschlechtert. Die Auswurf-Abschirmung bestand bisher aus Tonerdekeramik und wurde mit einem Festsitz (Passung mit Übermaß) in ihrer Position innerhalb eines Anoden-Gitter-Isolators aus Fosterite-Keramik gehalten. Genauer gesagt, der Körper des Anoden-Gitter-Isolators wurde aus Fosterite-Keramik hergestellt, und die Auswurf-Abschirmung aus Tonerde-Keramik, in Form einer Zwischenlagscheibe, wurde in den rohen Fosterite-Keramikkörper eingesetzt. Beim Brennen des Fosterite-Keraiik-Isolators mit eingebauter Auswurf-Abschirmung aus Tonerde, schrumpfte die Fosterite-Keramik stärker als die Tonerde-Zwischenscheibe, so dass sich ein fester Paßsitz zwischen der Tonerde-Keramik-Abschirmung und dem diese umgebenden Anoden-Gitter-Isolator ergab.Starting point of the invention An ejection shield is used in planar triodes provided which protrudes from the anode grid insulator. The ejection shielding serves to protect the inside of the anode grid insulator against the accumulation of ejected Shield cathode and grid material. The precipitation of such material A voltage breakdown can occur on the inside of the anode grid insulator of the tube, but also cause a change in the grid-anode capacitance and unwanted absorption of the radio frequency energy. These effects lead to that the performance of the tube deteriorates in use. The ejection shield previously consisted of alumina ceramics and was fitted with an interference fit (interference fit) in their position within a Fosterite ceramic anode grid insulator held. More specifically, the anode grid insulator body was made of Fosterite ceramic made, and the ejection shield made of alumina ceramic, in the form of an intermediate washer, was inserted into the raw Fosterite ceramic body. When the Fosterite-Keraiik insulator burns with built-in clay ejection shielding, the Fosterite ceramic shrank stronger than the alumina washer so that there is a snug fit between the alumina ceramic shield and the surrounding anode grid insulator revealed.

Das Problem bei dieser Konstruktion eines Anoden-Gitter-Isolators mit Auswurf-Abschirmung besteht darin, dass sie bei Planartrioden nicht anwendbar ist, bei denen der Anqden-Gitter-Isolator aus Tonerde- oder Beryllerde-Keramik hergestellt wird, weil beim Brennen keine ausreichende Schrumpfung erhalten wird, um einen engen Festsitz mit einer Auswurf-Abschirmung aus Tonerde oder Beryllerde zu erhalten.The problem with this construction of an anode grid insulator with ejection shield is that it is not applicable to planar triodes where the anqdene grid insulator is made of alumina or beryl alumina ceramic because when firing, sufficient shrinkage is not obtained to create a tight To get a tight fit with an ejection screen made of alumina or beryl alumina.

Zusammenfassung der Erfindung Durch die Erfindung soll eine Planartriode mit verbesserter Auswurf-Abschirmung-Konstruktion verfügbar gemacht werden0 Gemäss einem Merkmal der Erfindung weist der Anoden-Gitter-Isolator einer Planartriode eine Auswurf-Abschirmungs -Struktur auf, die vom Isolator einwärts vorsteht, und diese Auswurf-Abschirm-Struktur bildet eine einstückige Komposit-Struktur aus Isolator und Auswurf-Abschirmung, so dass die Herstellung der Komposit-Struktur erleichtert ist.Summary of the Invention The invention seeks to provide a planar triode be made available with improved ejection shield construction0 According to According to a feature of the invention, the anode-grid insulator comprises a planar triode an ejection shield structure protruding inwardly from the isolator, and this ejection shield structure forms a one-piece composite structure of insulator and ejection shield, so that the fabrication of the composite structure is facilitated is.

Gemäss einer speziellen Ausbildung der Erfindung sind der Anoden-Gitter-Isolator und die Auswurf-Abschirmung beide aus Tonerde- oder Beryllerde-Keramik hergestellt.According to a special embodiment of the invention, the anode grid insulator and the ejection shield both made of alumina or beryl alumina ceramic.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung erläutert werden; es zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Planartriode mit Merkmalen der Erfindung; Fig. 2 den in Fig. 1 mit der Linie 2-2 umschlossenen Teil bei der bekannten Anoden-Gitter-Isolator- und Auswurf-Abschirmungs-Konstruktion; und Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung In Fig. 1 ist eine Planartriode 1 mit Merkmalen der Ertindung dargestellt. Die Planartriode ist in üblicher Weise aufgebaut, mit Ausnahme der Auswurf-Abschirmung, die noch näher erläutert wird. Kurz gesagt, die Planartriode 1 weist einen Kathodenemitter 2 mit einer Planar-Kathoden-Emissionsfläche 3, beispielsweise einer planaren Oxydkathode, auf, die mit einem Kathodenheizer 4 auf GlUh-Esissions-Temperaturen gebracht wird, der mit zwei Heizleitungen 5, von denen nur eine dargestellt ist, mit Strom versorgt wird.The invention will be explained with reference to the drawing; show it: Fig. 1 is a partially sectioned side view of a planar triode with features the invention; FIG. 2 shows the part enclosed in FIG. 1 by the line 2-2 in FIG known anode grid insulator and ejector shield construction; and Fig. 3 shows a representation corresponding to FIG. 2 of another embodiment according to the invention In Fig. 1, a planar triode 1 is shown with features of the invention. The planar triode is constructed in the usual way, with the exception of the ejection shield, which is still in place is explained in more detail. In short, the planar triode 1 has a cathode emitter 2 with a planar cathode emission surface 3, for example a planar oxide cathode, which is brought to GlUh emission temperatures with a cathode heater 4, which is supplied with power with two heating lines 5, only one of which is shown will.

Die Heizer-Zuleitungen 5 fuhren durch den Sockel 6 der Röhre mit geeigneten Durchführungsisolatoren 7, und Strom und Spannung werden den Heizerzuleitungen 5 mit zwei Stiften 8 zugeführt, die in eine geeignete, nicht dargestellte Fassung eingesetzt werden. Die Kathode 2 weist einen auswärts gerichteten Flansch 9 auf, an den Gleich- und HF-Betriebsspannungen im Betrieb angelegt werden.The heater leads 5 lead through the base 6 of the tube with suitable Bushing insulators 7, and current and voltage are fed to the heater supply lines 5 with two pins 8 fed into a suitable, not shown socket can be used. The cathode 2 has an outwardly directed one flange 9, to which DC and HF operating voltages are applied during operation.

Eine Anode 11 mit einer planaren EleRtronen-Sammelfläche 12 ist axial im Abstand von der Planar-Kathoden-Emissionsfläche 3 und dieser gegenüber angeordnet, um vom Kathodenemitter 3 emittierte Elektronen aufzufangen. Die Anode 11 weist ein allgemein zylindrisches Kupferelement 13 auf, das am Innenumfang an die innere Randlippe einer zentralen Öffnung im Boden eines schüsselartigen Elementes 14 aus Kovar angelötet ist.An anode 11 with a planar electron collecting surface 12 is axial at a distance from the planar cathode emission surface 3 and arranged opposite it, to collect electrons emitted from the cathode emitter 3. The anode 11 has a generally cylindrical copper element 13 on the inner circumference of the inner edge lip a central opening in the bottom of a bowl-like element 14 made of Kovar soldered is.

Eine planare Gitterelektrode 15 ist im Bereich zwischen dem Kathodenemitter 3 und der Anoden-Auffangfläche 12 zwischengeschaltet. Das Gitter 15 weist einen ringförmigen Gitterträger 16 auf, Uber den sich eine Anzahl Drähte 17 in engen Abständen voneinander erstrecken, die an ihren anderen Enden an einem nach außen gerichteten Gittcrtlansch 18 befestigt sind. Der Gitterring 16 ist am Flansch 18 befestigt, beispielsweise gelötet.A planar grid electrode 15 is in the area between the cathode emitter 3 and the anode collecting surface 12 interposed. The grid 15 has a annular lattice girder 16, over which a number of wires 17 at close intervals extend from each other, at their other ends on an outwardly Gittcrtlansch 18 are attached. The grid ring 16 is attached to the flange 18, for example soldered.

Eine Anzahl ringförmiger Keramik-Isolatoren 19, 21 und 22 sind an ihren axialen Enden an die benachbarten Flansche der Elektroden gelötet, um so das Vakuumgefäß der Röhre zu bilden. Genauer gesagt, der Kathoden-Neizer-Isolator 19 ist mit seinen beiden Enden an den Flansch des Sockels 6 und den Kathodenflansch 9 gelötet. Der Gitter-Kathoden-Isolator 21 ist am oberen Ende an den Gjtterflansch 18, und am unteren Ende an den Kathodenflansch 9 gelötet; der Anoden-Gitter-Isolator 22 ist am oberen Ende an den Anodenflansch 14 aus Kovar und am unteren Ende an den Gitterflansch 18 gelötet. Die Isolatoren 19, 21 und 22 bestehen vorzugsweise aus Tonerde- oder B*ryllerde-Keramik, die an die benachbarten Flansch 14, 18, 9 bzw. 16 mit Ublich*n Molymangan-Löttechniken angelötet sind.A number of annular ceramic insulators 19, 21 and 22 are on their axial ends are soldered to the adjacent flanges of the electrodes, so that Vacuum vessel to form the tube. More specifically, the cathode neizer insulator 19 is with its two ends on the flange of the base 6 and the cathode flange 9 soldered. The grid cathode insulator 21 is at the upper end on the god flange 18, and soldered at the lower end to the cathode flange 9; the anode grid insulator 22 is at the upper end to the anode flange 14 from Kovar and at the lower end to the Lattice flange 18 soldered. The insulators 19, 21 and 22 are preferably made of Alumina or B * ryllerde ceramic, which is attached to the adjacent flange 14, 18, 9 or 16 are soldered with usual Molymangan soldering techniques.

Der Anoden-Gitter-Isolstor 22 weist eine einwärts gerichtete, ringförmige Fahne 23 auf, die als Auswurf-Abschirmung dient, um die Innenfläche des Anoden-Gitter-Isolators gegen Niederschläge von Kathoden- und Gitter-Material abzuschirmen, das im Betrieb von der Kathode und dem Gitter ausgeworfen wird. Solche Niederschläge haben einen ungünstigen Effekt auf das Betriebsverhalten der Röhre, indem die Gitter-Anoden-Durchbruchsspannung herabgesetzt wird, indem sie zu HF-Verlusten durch die Absorption von HF-Energie in der glänzenden Schicht beitragen, und indem sie die Kapazität zwischen Gitter und Anode erhöhen.The anode grid insulator 22 has an inwardly directed, annular Flap 23 which serves as an ejection shield around the inner surface of the anode grid insulator to shield against deposits of cathode and grid material that occurs during operation is ejected from the cathode and grid. Such precipitations have one adverse effect on the performance of the tube by reducing the grid-anode breakdown voltage is mitigated by causing RF losses due to the absorption of RF energy contribute in the shiny layer and by adding the capacity between grids and raise anode.

Die Abschirmung 23 dient dazu, einen Sichtlinienweg von den auswerfenden Teilen der Röhre, wie der Kathode und dem Gitter, zu blockieren. In einem typischen Ausführungsbeispiel hat die Auswurfabschirmung 23 eine axiale Dicke von etwa 0,5 mm (0,020") und erstreckt sich radial einwärts von der Seitenwand des Anoden-Gitter-Isolators 22 um etwa 2,16 mm (0,085"). Am inneren Ende nähert sie sich stark dem Anoden-Dichtungsflanch 14 4 und hat von diesem einen Abstand von etwa 0,25 mm (0,010").The shield 23 serves to provide a line of sight path from the ejecting Block parts of the tube, such as the cathode and grid. In a typical In the exemplary embodiment, the ejection shield 23 has an axial thickness of approximately 0.5 mm (0.020 ") and extends radially inward from the side wall of the anode-grid insulator 22 by about 2.16 mm (0.085 "). At the inner end, it closely approaches the anode gasket flange 14 4 and is spaced therefrom by about 0.25 mm (0.010 ").

Die Auswurf-Abschirmung 23 wird zweckmäßig im Anoden-Gitter-Isolator 22 als integraler Bestandteil geformt, indem der Keramikisolator 22 mit wesentlich höherer Wandstärke geformt wird und dann eine ringförmige Nut 24 obsrhalb der Fahne 23 eingeschliffen wird, um die Oberseite der Fahne zu definieren, und anschließend die Unterseite der Fahne geschliffen wird, um etwa 0,5 mm (0,020") Stärke der Auswurf-Abschirmung 23 stehenzulassen. Wenn der Komposit-Anoden-Gitter-Isolator 22 mit Auswurf-Abschirmung 23 als integrale, einstückige Konstruktion hergestellt wird, wird die Herstellung der Auswurf-Abschirmung 23 gegenüber dar bekannten Technik wesentlich vereinfacht.The ejection shield 23 is conveniently placed in the anode grid insulator 22 molded as an integral part by the ceramic insulator 22 with substantially higher wall thickness is formed and then an annular groove 24 above the flag 23 is ground in to define the top of the flag, and then the underside of the flag is ground to about 0.5 mm (0.020 ") thickness of the ejector shield 23 to leave. If the composite anode grid insulator 22 with ejection shield 23 is manufactured as an integral, one-piece construction, manufacturing the ejection shield 23 compared to the known technology is significantly simplified.

In Fig. 2 ist die Auswurf-Abschirmungs-Konstruktion bekannter Art dergestellt. Ein ringförmiger Anoden-Gitter-Isolator 25, beispiels-@@@@ aus Fansterit-Keramik, dessen radiala Dicke wesentlich größer als für den Isolator 22 dargestellt ist, ist mit einer aktiven Lötungs-Abdichtung an eine Anode 26 aus Titan geleitet, die einen Anodeneinsatz 27 aus Molybdän enthält. Ein Gitterring 28 ist zwischen die Anode 26 und etne Planarkathode 29 montiert. Die äußere Randlippe des Gitterrings 28 ist an einen Gitterflansch 31 gelötet, der seinerseits mit einer aktiven Metalldichtung an das untere Ende des Anoden-Gitter-Isolators 25 aus Fosterit gelötet ist.In Fig. 2 the ejection shield construction is of known type deranged. A ring-shaped anode grid insulator 25, for example - @@@@ made of fansterite ceramic, whose radial thickness is much greater as shown for the isolator 22 is conducted with an active solder seal to an anode 26 made of titanium, which contains an anode insert 27 made of molybdenum. A grid ring 28 is between the anode 26 and a planar cathode 29 are mounted. The outer edge lip of the grid ring 28 is soldered to a grid flange 31, which in turn has an active metal gasket is soldered to the lower end of the anode grid insulator 25 made of fosterite.

Eine ringförmige Auswurf-Abschirmung 32 aus Tonerde-Keramik ist mit einem Festsitz fest innerhalb des Fosterit-Isolators 25 befestigt. Genauer gesagt, die Auswurf-Abschirmung 32 wrrd zur richtigen Größe geschliffen und in einen geschliffenen Ennendurchmesser des Anoden-Gitter-Isolators 25 eingesetzt, wenn die Fosterit-Keramik noch roh ist, d.h. noch nicht endgültig gebrannt ist. Die Röhre wird dann montiert und der Anoden-Gitter-Isolator 25 aus Fosterit wird gebrannt, so daß das Fosterit schrumpft und für einen engen Schrumpf-Feststitz zwischen der Auswurf-Abschirmung 32 und dem diese umgsbenden Anoden-Gitter-Isolator 25 sorgt.An annular ejection shield 32 made of alumina ceramic is included firmly attached within the Fosterite insulator 25 with an interference fit. More precisely, the ejection shield 32 is ground to the correct size and ground into one Inner diameter of the anode grid insulator 25 used when the Fosterite ceramic is still raw, i.e. has not yet finally been fired. The tube is then assembled and the anode grid insulator 25 made of fosterite is fired so that the fosterite shrinks and for a tight shrink fit between the ejection shield 32 and the anode grid insulator 25 surrounding it.

De3 Problem bei dieser bekannten Konstruktion liegt darin, daß sie auf die Konstruktion von Planar-Trioden nicht anwendbar ist, bei deben Anoden-Gitter-Isolatoren aus Tonerde- oder Beryllerde-Keramik vorwendet werden. Wann versucht wird, eine Auswurf-Abschirmung aus Tonerde in einen Anoden-Gitter-Isolator-Körper aus Tonerde einzulöten, ergibt sich eine relativ aufwendige Konstruktion, die durch die integrale, einstückige Konstruktion nach Fig. 1 versieden wird.The problem with this known construction is that it is not applicable to the construction of planar triodes, in addition to anode-grid insulators made of alumina or beryllium ceramics can be used. When to try a Ejection shield made of alumina into an anode grid insulator body made of alumina soldering, results in a relatively complex construction, which is due to the integral, one-piece construction of Fig. 1 is boiled.

Im Gebrauch wird die Planartriode 1 in einen Koaxial-Hohlraum eingesetzt, der allgemein schematisch durch Linien 36 und 37 angedeutet ist, die Gitter-Kathoden- bzw. Gitter-Anoden-Koaxial-Hohlraum-Strukturen bezeichnen. Kondensatoren 38 und 39 sind vorgesehen, damit unabhängige Gleich-Betriebsspannungen zwischen Kathode-Gitter und Anode hergestellt werden können. Ein Tuner 41 ist in den Koaxial-Hohlräumen positioniert, um diese abzustimmen.In use, the planar triode 1 is inserted into a coaxial cavity, which is generally shown schematically by lines 36 and 37 is indicated denote the grid-cathode and grid-anode-coaxial cavity structures. Capacitors 38 and 39 are provided so that independent DC operating voltages are provided can be made between the cathode grid and anode. A tuner 41 is in positioned on the coaxial cavities to tune them.

In Fig. 3 ist eine andere Äusfuhrrngsform eines einheitlichen Anoden-Gitter-Isolators 22' mit Auswurf-Abschirmung 23t dargestellt. Bei dieser Ausführungsform des Anoden-Eitter-Isolators 22' ist dieser zylindrisch mit vertikalen Seitenwänden, wobei die Auswurf-Abschirmung 23' radial einwärts zur Seite des klodenbechers 14 vorsteht. Der Anodenbecher 14 weist am äußeren Ende; einen radialen Flansch auf, der dicht an das obere Ende des zylindrischen Isolators 22' angesetzt ist. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich ferner der zylindrische Isolator 22° noch in nicht dargestellter Weise übef eine erhebliche Distanz zwischen den Kathoden-Anoden-Spalt bis zu einem nach auswärts gerichteten Gitterflansch, der seinerseits einen axial einspringenden, rohrförmigen Gitterdrahtzylinder 43 abstützt, quer Uber dessen Ende der Gitterrtng 16 montiert ist. Bei dieser Ausführungsforn wird der Auswurf-Abschirmungs-Ring 23' durch einen einwärts gerichteten Wulst auf der Innenwand des Keramikelementes 22 gebildet. Der Wulst wird in axialer Richtung zur gewünschten Dicke geschliffen, so daß die Auswurf-Abschirmung 23'gebildet wird.In Fig. 3 is another embodiment of a unitary anode-grid insulator 22 'shown with ejection shield 23t. In this embodiment of the anode-eitter insulator 22 ', this is cylindrical with vertical side walls, with the ejection shield 23 'protrudes radially inward to the side of the toilet cup 14. The anode cup 14 points at the outer end; has a radial flange that fits tightly to the top of the cylindrical insulator 22 'is attached. In this embodiment extends Furthermore, the cylindrical insulator 22 ° is still in a manner not shown a substantial distance between the cathode-anode gap up to one outward directed lattice flange, which in turn has an axially re-entrant, tubular Grid wire cylinder 43 is supported, mounted across the end of the grid string 16 is. In this embodiment, the ejection shield ring 23 'by a inwardly directed bead is formed on the inner wall of the ceramic element 22. Of the Bead is ground in the axial direction to the desired thickness, so that the ejection shield 23 'is formed.

Claims

1. Planar triode with an anode that has a generally planar electron collecting surface , a cathode that has a generally planar electron emission surface that is axially removed from the planar electron-collecting surface of the anode and to this indicates a generally planar lattice that exists between gene surfaces of the planar cathode and the planar anode, a ring-shaped electrical anode-grid insulator, which is hermetically sealed between @ anode and the grid and is inserted has in axis @@@@ chetung of the tube extending side wall, an elongated, electrically isolating ejection shielding, made by anode-grid-isolator einwä @@ s protruding toward the anode by a substantial portion of the inner surface of the anode grid insulator shield against material that is ejected from the cathode emitter and the one Thickness, in the axial direction of the tube, is considerably smaller than the radial one Extension of the shield, characterized in that the @@ throw shield from an inwardly @ providing part of the anode grid insulator bristles and @@ gamt a one-piece, unified construction from the the same material.

@@@@ glanartriode according to claim 1, characterized in that the Composite anode grid insulator with ejection shield u, 'alumina and / or beryl alumina consists.