DE419966C - Gluehkathodenroehre mit zylindrischer Anode - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß infolge der Raumladewirkung der Elektronen eine Verminderung des Elektronenstromes durch die Glühkathodenröhre eintritt. In jeder Elektronenröhre rindet eine gewisse positive Ionisation immer statt. Jedoch haben im allgemeinen die positiven Ionen nur wenig oder keine Wirkung, da sie nicht im Räume zwischen den Elektroden bleiben. Es ist daher vorgeschlagen worden, die Anode in Form einer Hohlkugel auszubilden, um die positiven Ionen am Entweichen aus dem Räume zwischen den Elektroden zu verhindern. Die Erfindung bewirkt die Neutralisation der Raumladewirkung dadurch, daß bei einer Elektronenröhre mit zylinderförmig ausgebildeter Anode die offenen Enden durch Platten begrenzt werden, welche auf eine positive Spannung gebracht sind. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Spannung dieser Leiter, welche die Aufgabe haben, die Wirkung der Raumladung zu neutralisieren, unabhängig von dem Anodenpotential angestellt werden kann und daß ferner eine zylinderförmige Anode, die bekanntlich besonders zweckmäßig ist, beibehalten wird.

Die Erfindung ist in den 7 Abbildungen in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt. Abb. ι ist ein Längsschnitt durch eine Röhre,

Abb. 2 und 3 sind schaubildliche Darstellungen von Abänderungen,

Abb. 4 zeigt eine weitere Abänderung schaubildlich,

Abb. 5 ist ein Schaltungsschema, während Abb. 6 und 7 Charakteristiken darstellen.

In Abb. ι ist 6 eine zylindrische Anode und 7 eine achsial darin angeordnete Kathode, 8, 9 und 10 sind in die Röhre 11 eingeschmolzene Zuleitungen. Die Anode ist durch Spiralen 12 gegen die Wandung abgestützt. An ihren Enden sind leitende Platten 14, 15 angeordnet, die an Isolatoren 16, 17 befestigt sind, die durch an der Anode gehaltene Drähte 18, 19, 20, 21 getragen werden. Die Platten 14, 15 haben Öffnungen zum Hindurchtritt des Kathodenleiters und sind mit eingeschmolzenen Leitern 22, 23 verbunden. 24 und 25 sind Federn in den Zuführungsleitungen der Platten, Anode und Kathode.

Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 2 wird der Schutzring 15 durch Stützen 26, 27 getragen, die in das Stück 28 eingeschmolzen sind. Die Anodenleitung 29 ist in die Längsseite der Röhre eingeschmolzen, während die Stromzuleitung zum Ring 15 durch den Leiter 27 erfolgt.

Außerhalb der Röhre können geeignete Mittel vorgesehen werden, um den Schutzring auf das gewünschte Potential aufzuladen, beispielsweise eine Batterie 30, die durch Leiter 31 und 32 mit der Anode 6 und den Ringen 14 und 15 verbunden ist.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 sind auf einem Ring 36 in der Nähe des Anodenendes radiale Arme 35 angebracht, die nahe bis zur Kathode reichen, ohne sie jedoch zu berühren. Die Anode ist an einer zweizinkigen Glasstütze 37 befestigt, die von der Zuleitung zur Kathode 38 getragen ist. Nötigenfalls können noch Drähte 39 zum weiteren Halten der Elektroden vorgesehen werden.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 sind die Schutzringe mit der Anode verlötet, so daß sich dadurch eine zylindrische Anode mit nahezu geschlossenen Enden ergibt. Die Kathodenleiter 9, 10 gehen durch Löcher der Anodenenden hindurch.

Bei all den beschriebenen Ausführungsformen sind die Röhren in erster Reihe gänzlich von Gasen befreit und so hoch evakuiert,

daß die Wirkung der positiven Ionisation unmerklich wäre, wenn nicht für das Ansammeln positiver Ladungen im Raum zwischen den Elektroden Vorsorge getroffen würde. In den meisten Fällen wird die Röhre zugeschmolzen, wenn der Druck der Restgase so klein ist, daß die Wirkung der Gasionisation sich durch Verringerung der Raumladung nur bemerkbar macht, wenn die Schutzplatten

ίο positiv geladen werden. In anderen Fällen kann nach dem Evakuieren ein anderes Gas eingelassen werden, beispielsweise Argon, Helium, Stickstoff, Wasserstoff oder Quecksilberdampf. Der Gasdruck darf nicht so hoch sein, daß eine Lichtbogenentladung auftreten kann, und soll gewöhnlich unter ¹^₀ Mikron betragen.

Die Erfindung ist auch anwendbar auf Röhren, bei denen die Ionisation vorhandener Gasreste in dem vom Elektronenstrom durchsetzten Raum die Raumladungswirkung schon bis zu einem gewissen Grade neutralisiert hat, wodurch der Strom über den theoretischen Wert bereits gewachsen ist, der unter sonst gleichen Bedingungen ohne Ionisationseffekte erreicht wird. Eine noch weitere Vergrößerung des Stromes wird dann durch Anwendung der Erfindung erzielt. Die Kurven der Abb. 7 zeigen diese Wirkung der Schilde bei derartigen Anordnungen.

In Abb. 5 ist die Kathode 7 mit der Sekundärwicklung eines Transformators 50 verbunden. Die Anode 6 ist mit einem Leiter 51 verbunden, durch den Gleich- oder Wechselstrom fließt, wobei der Rückleiter zu dem Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Transformators 50 geführt ist. Die Schutzringe 14, 15 sind mit einer Batterie 30 verbunden. Durch Verschieben der Kontakte 53 und 54 kann das Potential der Platten und das Anodenpotential verringert oder vergrößert werden. Durch einen Schalter 55 kann die Batterie von den Platten 14 und 15 abgeschaltet und die Platten unmittelbar über die Leitung 56 mit der Anode verbunden werden. Normalerweise liegen die Platten 14, 15 an demselben Potential wie die Anode.

Die Wirkung des Abfangens von positiven Ionen ist durch die Kurven in Abb. 6 und 7 dargestellt. Die Ordinate, auf welche der Strom aufgetragen ist, und die Abszisse, auf welche die Spannung aufgetragen ist, sind logarithmisch geteilt.

In Abb. 6 gibt die Kurve 57 das Verhältnis von Strom und Spannung wieder, wenn die Schutzplatten 14, 15 mit dem negativen Ende des Kathodenfadens 7 verbunden und so unwirksam zum Einfangen von positiven Ionen gemacht sind. Diese Kurve 57 ist eine gerade Linie, die anzeigt, daß der Logarithmus des Stromes eine lineare Funktion des Logarithmus der Spannung ist. Sie ist aber nicht eine theoretische Kurve mit dem Koeffizienten 3:2 wegen der störenden Wirkungen, die bei der Theorie nicht berücksichtigt sind, beispielsweise des Spannungsabfalles längs der Kathode und der störenden Wirkung der Schutzplatte.

Wenn die Schutzplatten 14, 15 mit der Anode verbunden werden, wächst der Strom mit wachsender Spannung verhältnismäßig schneller, wie die Kurve 58 zeigt. Man erkennt, daß für einen gewissen Spannungsbereich dieses Anwachsen des Stromes durch die Wirkung der Schutzplatten 5- bis 6fach so groß ist als ohne diese. Als Restgas ist bei der Kurve 58 in der Röhre Quecksilberdampf (ungefähr 0,002 Mikron = 0,000 002 mm Quecksilbersäule). Die unteren Teile der Kurve 57 und 58 fallen nicht zusammen wegen der gitterartigen Wirkung der Schutzplatten, wenn diese gegen die Anode negativ geladen sind, wie es für Kurve 57 der Fall ist.

Abb. 7 zeigt die Charakteristiken bei höherem Druck, nämlich bei 0,026 Mikrons. Die Kurve 59 zeigt als Verhältnis von Stromspannung, wenn die Schutzplatten mit den negativen Enden des Fadens verbunden sind. Diese Kurve ist steiler als die punktierte Kurve 60, welche man erwarten müßte, wenn der Gasdruck klein genug wäre, um die positive Ionisation vernachlässigen zu können. Es zeigt sich also in diesem Fall, daß die positive Ionisation die Raumladung vermindert und ein wesentliches Anwachsen des Stromes hervorgerufen hat. Wenn die Endschutzplatten mit der Anode verbunden werden, wird die Wirkung der Ionisation noch mehr vergrößert, wie die Kurve 61 zeigt.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Glühkathodenröhre mit zylindrischer Anode, dadurch gekennzeichnet, daß an den offenen Seiten der Anode Platten angebracht sind, welche auf ein positives Potential gebracht werden, um ein Entweichen von positiven Ionen aus dem Räume zwischen den Elektroden zu verhindern.

2. Glühkathodenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten auf ein anderes positives Potential als die Anode gebracht sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.