DE300191A

DE300191A -

Info

Publication number: DE300191A
Authority: DE

Description

In Röhren mit Glühkathode werden häufig in den Entladungsraum durchbrochene Zwischenclcktrodcn eingeführt, welche entweder zum Steuern des Anodenstromes dienen (sogenanntes Hilfsnetz) oder das Feld zwischen den Elektroden irgendwie elektrostatisch beeinflussen sollen (z.B. Spannungsnetz, Anodehschutznetz). Ist in den Röhren ein genügend hohes Vakuum vorhanden, so fließt von diesen Zwischenelektroden nur dann ein merklicher Strom ab, wenn diese positiv gegen die Kathode aufgeladen sind.In tubes with a hot cathode, perforated intermediate tubes are often found in the discharge space introduced, which either serve to control the anode current (so-called Auxiliary network) or somehow influence the field between the electrodes electrostatically should (e.g. voltage network, anode protection network). Is there a sufficiently high vacuum in the tubes present, a noticeable current flows from these intermediate electrodes only when these are positively charged towards the cathode.

Die Erfindung bezieht sich nun auf eine besondere Ausbildung solcher Zwischenelektroden, welche während des Betriebes dauernd oder in einer gewissen Phase des elektrischen Vorganges positives Potential gegen die Glühkathode besitzen; die neue Form bietet den bisher bekannten Ausführungsformen gegenüber ganz wesentliche Vorteile.The invention now relates to a special design of such intermediate electrodes, which continuously during operation or in a certain phase of the electrical process have a positive potential against the hot cathode; the new shape offers the previously known embodiments compared to very significant advantages.

Da der Wirkungsgrad einer elektrischen Entladungsröhre hauptsächlich durch die Größe des von der Anode abfließenden Stromes (bzw. Wechselstromes) bestimmt ist, ist es ohneBecause the efficiency of an electric discharge tube mainly by the size of the current flowing away from the anode (resp. AC) is determined, it is without

»5 weiteres klar, daß der von den Zwischenelektroden abgefangene Strom für die Verstärker-(bzw. Gleichrichter- oder schwingungserzeugendc) Wirkung einer Glühkathodenröhre verlorengeht. Es ist daher notwendig, die Zwischenelektroden so zu bauen, daß sie einen möglichst geringen Teil des hindurchtretenden Elektronenstromcs abfangen. Diese Aufgabe hat man in Fällen, wo es nicht tunlich war, die betreffende Zwischenelektrode auf dauernd negativem Potential gegen die Kathode zu belassen, bisher dadurch zu lösen versucht, daß man den Körper einer derartigen Zwischenelektrode aus dünnen Drähten herstellte, welche beispielsweise auf Glasrähmchen aufgewickelt waren.»It is also clear that the current intercepted by the intermediate electrodes is used for the amplifier (resp. Rectifier or vibration generatingc) Effect of a hot cathode tube is lost. It is therefore necessary to use the intermediate electrodes to be built in such a way that they intercept as little as possible of the electron flow passing through. This task in cases where it was not possible, you have the relevant intermediate electrode on permanently negative potential against the cathode, so far tried to solve that one made the body of such an intermediate electrode from thin wires, which for example, were wound on glass frames.

Mit dieser Ausbildung der Elektroden ist jedoch ein Nachteil verbunden, den man bisher nicht beachtet hat. Zur Festlegung der Begriffe möge im folgenden zunächst der Fall ins Auge gefaßt werden, wo die Zwischenelektrode als Raumladungsnetz wirkt, d. i. diejenige zwischen Glühkathode undHilfsgittcr angebrachte, durchbrochene Elektrode, welche durch das ihr aufgeprägte positive Potential die Raumladungswirkung der Elektronen aufheben und somit die scharfe Steuerung größerer Elektronenmengen ermöglichen soll.However, this design of the electrodes is associated with a disadvantage that has hitherto been found has ignored. In order to define the terms, let us first consider the case below envisaged where the intermediate electrode acts as a space charge network, d. i. the one between the hot cathode and the auxiliary grid attached, openwork electrode, which by the positive potential impressed on it cancel the space charge effect of the electrons and thus enable the sharp control of larger amounts of electrons.

In diesem Falle besteht sowohl zwischen Kathode und Raumladungsnetz als auch zwischen diesem und dem Hilfsgitter ein Feld, welches die Elektronen nach dem Raumladungsnetz hinzuziehen strebt. Es genügt also nicht, dafür zu sorgen, daß die Elektronen, welche nach der Anode gelangen sollen, bei ihrem erstmaligen Durchgange nicht auf den Gitterkörper des Raumladungsnetzes auftreffen; vielmehr ist auch jede stärkere Ablenkung (Streuung) der Elektronen beim Durchgang durch das Netz zu vermeiden, da nach dem Energiesatz jeder durch Ablenkung gewonnenen seitlichen Geschwindigkeit ein Verlust an Geschwindigkeit in' der Normalrichtung entspricht, welcher leicht so groß sein kann, daß das betreffende Elektron von dem rückwärts gerichteten Feld ergriffen und beim zweiten oderIn this case there is also between the cathode and the space charge network a field between this and the auxiliary grid, which tends to attract the electrons to the space charge network. So it is not enough to ensure that the electrons, which should get to the anode, with their first-time passes do not impinge on the lattice body of the space charge network; much more is also any stronger deflection (scattering) of the electrons when passing through to be avoided by the network, since according to the law of energy everyone gained by distraction lateral speed a loss of speed in 'corresponds to the normal direction, which can easily be so large that the relevant Electron grabbed by the backward field and at the second or

dritten Durchgang an dem Gitterkörper des Raumladungsnetzes entladen wird. Nun ist bei dünnen Drähten das Streufeld ausseiv, ordentlich stark, da in unmittelbarer Nähe solcher Drähte die Kraftlinien von allen Seiten zusammenlaufen.. Die Vorteile, welche dünne Drähte in bezug auf abfangende Wirkung bieten,: werden also, durch ihre streuende Wirkung zum Teil wieder vernichtet. Und to selbst wenn durch das von der Anode durchgreifende Feld dafür gesorgt wird, daß auch der größte Teil der abgelenkten Elektronen das Hilfsgitter passiert und zur Anode übergeht, : so wird doch die Schärfe des Stromanstieges bei wechselnden Gitterpotentialen durch diese Ablenkung stark verwischt, wodurch. besonders in Verstärkerröhren und verstärkenden Gleichrichterröhren (Richtverstärkerri) die Wirkung des Raumladungsnetzes , 20 fast illusorisch gemacht werden kann.third passage on the grid body of the Space charge network is discharged. Now the stray field is absent with thin wires, quite strong, since the lines of force from all sides are in the immediate vicinity of such wires converge .. The advantages which thin wires have in terms of intercepting effect offer: will be so, through their scattering Effect partially destroyed again. and to even if by the penetrating from the anode Field ensures that the largest part of the deflected electrons the auxiliary grid passes and goes over to the anode: this is how the sharpness of the current rise becomes with changing grid potentials due to this deflection strongly blurred, whereby. especially in amplifier tubes and amplifying rectifier tubes (directional amplifiers) the effect of the space charge network, 20 can be made almost illusory.

Als weitere Sekundäre Nachteile dünndrähtiger Gitterkörper für das Raumladungsnutz kommen dann noch folgende in Betracht: Infolge der Streufelder um jeden einzelnen Draht ist das Potential in der Mitte zwischen den Drähten erheblich niedriger als an den Drähten selbst; infolgedessen muß das Potential des Gitterkörpers selbst unter Umständen noch erheblich höher gewählt werden als das Potential, welches in der betreffenden Fläche an sich zur Aufhebung der Raumladung notwendig. war. Damit ist wieder eine stärkere -Streuung, mithin eine stärkere Entladung der Elektronen an das Raumladungsnetz verbunden. Endlich können sich bei sehr dünndrähtigen Gebilden infolge der abgelenkten und die Drähte eines Raumladungsnetzes oft vielfach umkreisenden Elektronen dort neue Raumladungen ausbilden, welche die Wirkung der positiven dort angesammelten Ladungen zum Teil aufheben, woraus sich die Notwendigkeit einer weiteren Erhöhung des Potentials am Gitterkörper ergibt.The following can be considered as further secondary disadvantages of thin-wire lattice bodies for the space charge utilization: As a result of the stray fields around each individual wire, the potential is in the middle between considerably lower on the wires than on the wires themselves; as a result, the potential must of the grid body itself can possibly be chosen considerably higher than that Potential which is necessary in the area in question to cancel the space charge. was. This is a stronger one again -Scattering, consequently a stronger discharge of the electrons connected to the space charge network. Finally, in the case of very thin-wire structures, as a result of the deflected and the Wires of a space charge network often encircle electrons there, creating new space charges train, which the effect of the positive charges accumulated there to the Cancel part, from which the need for a further increase of the potential on Lattice body results.

In Fällen, wo hinter der Zwischenelektrode ein die Elektronen beschleunigendes Feld vorhanden ist, kommt die Entladung von abgelenkten Elektronen ^: an die positiv geladene Zwischenelektrode nicht in Betracht. Doch spielt auch hier die Streuung an den Gitterdrähten immer eine sehr schädliche Rolle, indan z. B. beim Hilfsnetz die Schärfe der ^.-mim!;.? vcTväieht, beim Anodenschutznetz ii.· .(!irirüGvtcaischfc abschirmende Wirkung ■ '-rabgesctzt wird, so daß auch hier die Ver-".· .·. -ndung von dünndrähtigen Gebilden nacht'iiig ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, ! :Li, besonders in Schwingungsröhren, auch der ImH vorkommen kann, daß die Hilfselektrode ■'.■!■stärker positives Potential gegen die Ka- ·■/!■; bf:-.ii/.t als die dahi nt erliegende Elektrode '■■''*''':)■ In solchen Fällen, bedeutet eine starke Streuung an der Hilfselektrode geradezu ! einen Stromverlust für die Anode, was nach dem oben Gesagten ohne weiteres verständlich sein wird. : ; ■.;·■;; ⁶S r Gemäß der Erfindung werden nun in derartigen Fällen die elektrostatischen Vorteile massiverer Elektroden mit den geometrischen Vorteilen dünner Drahtkörpergebilde dadurch vereinigt, daß den materiellen Teilen der Zwischenelektroden in der Fläche der Elektrode ein sehr kleiner Querschnitt gegeben wird, während sie senkrecht dazu eine ziem- ■ lieh große Ausdehnung besitzen. Die materiellen Teile der Elektrode können dementsprechend aus hochkant zur Elektrodenfläche stehenden Blechstreifen bestehen, die zweckmäßig zu einem gitter-, kreuzfach- oder wabenförmigen Gebilde angeordnet sind. Wenn z. B. die Dicke der zu verwendenden Bleche auf 1 bis 2 zehntel Millimeter beschränkt wird, was keine besonderen Schwierigkeiten bietet, ist hierdurch die abfangende Wirkung der Elektrode auf ein Mindestmaß beschränkt, während durch genügende Breite der Streifen (z. B. ^x/₂ bis mehrere Millimeter) für hinreichende elektrostatische Wirkung gesorgt werden kann. Eine besonders einfache Form für Elektroden der geschilderten Art ist folgende: Ein dünnes Blech wird in dem ganzen Bereich, welcher go für die Wirkung als Zwischenelektrode in Frage kommt, mit parallelen Schlitzen versehen, zwischen denen verhältnismäßig breite Stege, beispielsweise von etwa 1 mm Breite, stehenblieben. Durch Drehung um 90 ° werden diese Stege nachträglich senkrecht zur Gitterfläche eingestellt. Wird, wie es besonders für das Raumladungsnetz günstig ist, für die Elektrode eine zylindrische Form gewählt, so wird natürlich die Richtung der Schlitze parallel zur Achse des Zylinders sein müssen. Eine Glühkathodenröhre mit einem derart ausgebildeten Spannungs- oder Raumladungsnetz und einem in gleicher Weise ausgebildeten Hilfsnetz ist auf der Zeichnung in Fig. 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die ganze Elektrodenanordnung. Die Fig. 3 und 4 zeigen das Hilfsnetz und das Raumladungsnetz für sich allein in achsialen Schnitten.In cases where an electron accelerating field is present behind the intermediate electrode, the discharge comes from deflected ^electrons: the positively charged intermediate electrode out of the question. But here, too, the scattering on the grid wires always plays a very harmful role, indan z. B. in the auxiliary net the sharpness of the ^ .- mim!;.? vcTväah, in the case of the anode protection network ii , especially in vibration tubes, it can also happen that the auxiliary electrode ■ '. ■! ■ has a stronger positive potential against the ka- · ■ /! ■; bf: -. ii / .t than the electrode lying behind it' ■■ '' * ''':) ■ In such cases, a strong scatter at the auxiliary electrode means a loss of current for the anode, which will be easily understandable after what has been said above.:; ■.; · ■ ;; ⁶ p According to the invention, in such cases, the electrostatic advantages of more massive electrodes are combined with the geometric advantages of thin wire body structures in that the material parts of the intermediate electrodes are given a very small cross-section in the surface of the electrode, while they have a fairly small cross-section perpendicular to it have great dimensions Material parts of the electrode can accordingly consist of sheet metal strips standing on edge to the electrode surface, which are expediently arranged in a lattice, cross-shaped or honeycomb-shaped structure. If z. B. the thickness of the sheets to be used is limited to 1 to 2 tenths of a millimeter, which does not present any particular difficulties, the intercepting effect of the electrode is limited to a minimum, while sufficient width of the strips (z. B. ^x / ₂ to several millimeters) a sufficient electrostatic effect can be ensured. A particularly simple form for electrodes of the type described is as follows: A thin sheet metal is provided with parallel slots in the entire area which can be used as an intermediate electrode, between which relatively wide webs, for example about 1 mm wide, stopped. By turning them by 90 °, these webs are subsequently set perpendicular to the grid surface. If, as is particularly favorable for the space charge network, a cylindrical shape is chosen for the electrode, then of course the direction of the slots will have to be parallel to the axis of the cylinder. A hot cathode tube with a voltage or space charge network designed in this way and an auxiliary network designed in the same way is shown in perspective view in the drawing in FIG. 1. Fig. 2 is a cross-section through the entire electrode assembly. 3 and 4 show the auxiliary network and the space charge network by themselves in axial sections.

Die Glühkathode k ist ein mit Hilfe einer Feder f gespannter Draht. Sie ist von. drei konzentrischen Zj'lindern umgc-bc-n, '«larva innerster das Spannungs- oder Raumladungsnetz r darstellt, auf dieses folgt das Hilfsnetz h, und der äußere Zylinder ist die Anode a. Raumladungsnetz r und Hilfsnetz h bestehen je aus einem einzigen Stück Blech, in welches parallele Schlitze s eingestanzt sind. Die zwischen den Schlitzen s stehengebliebenen, verhältnismäßig breiten Stege t sind nachtrug- ' lieh durch Schränken senkrecht zur BleehvbeneThe hot cathode k is a wire tensioned with the aid of a spring f. She is from. three concentric cells umgc-bc-n, '"larva innermost represents the voltage or space charge network r , this is followed by the auxiliary network h, and the outer cylinder is the anode a. Space charge net r and auxiliary net h each consist of a single piece of sheet metal, in which parallel slots s are punched. The relatively wide webs t that remained between the slots s are subsequently borrowed by cupboards perpendicular to the bleehvbene

gestellt, wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich ist. Hierauf sind die geschlitzten Bleche in zylindrische Form gebogen, und zwar derart, daß die Schlitze und Stege parallel zur Zylinderachse verlaufen.set, as can be seen from FIGS. 2 to 4. The slotted sheets are in Cylindrical shape bent in such a way that the slots and webs parallel to the cylinder axis get lost.

Claims

Patent Claims:

i. Opened intermediate electrode for hot cathode tubes, which permanently or, during certain phases of operation, has a positive potential against (lic- hot- ¹ cathode '), characterized in that the material parts of the electrode perpendicular to its surface have an extension which is substantially greater than the width of these parts in the electrode area.

2. intermediate electrode according to claim i, characterized in that its material Parts consist of sheet metal strips upright to the electrode surface, which are expediently arranged in the form of a lattice, cross-shaped or cylindrical structure are.

3. intermediate electrode according to claim 2, "characterized in that it consists of one consists of a single milk with parallel slots, the bars of which are placed upright to the electrode surface by cabinets.

1 sheet of drawings.