DE553648C - Steuerbare Elektronenroehre mit Steuer- und Hilfsgitter - Google Patents

Steuerbare Elektronenroehre mit Steuer- und Hilfsgitter

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DE553648C
DE553648C DEA52999D DEA0052999D DE553648C DE 553648 C DE553648 C DE 553648C DE A52999 D DEA52999 D DE A52999D DE A0052999 D DEA0052999 D DE A0052999D DE 553648 C DE553648 C DE 553648C
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BROWN AG
BBC Brown Boveri France SA
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BROWN AG
BBC Brown Boveri France SA
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/02Electron guns
    • H01J3/025Electron guns using a discharge in a gas or a vapour as electron source
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2893/00Discharge tubes and lamps
    • H01J2893/0061Tubes with discharge used as electron source

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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

Um zu verhüten, daß in Quecksilberdampflichtbogenapparaten Quecksilberdampf zur Anode gelangt, hat man bereits vorgeschlagen, den Anoden Kühlkörper vorzulagern. Man hat auch vorgeschlagen, den Anoden vorgelagerte Sperrkörper positiv aufzuladen, um die positiv geladenen Ionen vom Anodenraum fernzuhalten. Man hat auch solche dauernd positiv aufgeladenen Steuergitter gekühlt.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Elektronenröhre mit Quecksilberdampflichtbogen als Elektronenquelle, einer Anode, einem Steuergitter und einer zwischen Steuergitter und Kathode, liegenden Hilfsanode, die auf einem solchen Potential gehalten wird, daß die Quecksilberionen am Durchtritt verhindert werden. Um hierbei in der gleichen Weise wie bei Elektronenröhren mit Glühkathode eine Beeinflussung der negativen Raumladung durch Aufladung des Gitters zu ermöglichen, d.h. das Gitter in einem von positiven Ionen gänzlich freien Raum, der nur Elektronen enthält, unterzubringen, wird gemäß der Erfindung die Hilfsanode zwischen Gitter und Kathode derart gekühlt, daß die neutralen Quecksilberdampfmoleküle kondensiert werden und daher in den Steuerraum zwischen Haupt- und Hilfsanode nicht eintreten können. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Steuergitter lediglich Elektronen beeinflußt, so daß selbst für die Steuerung großer Energien nur kleine Steuerleistungen notwendig sind, und daß Zündungen und Zerstäubungen des Gitters infolge von Ionenaufprall sowie Sjsannungsabfälle im Steuerkreis vermieden sind.
Am Elektrizitätstransport im Quecksilberlichtbogen sind zwei Arten von Ladungsträgern beteiligt, die Elektronen mit ihrer negativen Ladung und die Quecksilberionen mit ihrer positiven Ladung. Die Quecksilberionen bewegen sich infolge ihrer positiven Ladung nach der negativ geladenen Kathode, die negativen Elektronen dagegen nach der positiv geladenen Anode. Die Anode nimmt daher aus dem Lichtbogen nur Elektronen auf und weist alle Quecksilberionen zurück. Bildet man die Anode als Metallsieb aus, so fliegen Elektronen infolge ihrer Geschwindigkeit durch die Sieböffnungen hindurch, und treten in den hinter dem Metallsieb angeordneten Hochvakuumraum ein. Durch intensive Kühlung des Metallsiebes kann dafür gesorgt werden, daß kein Quecksilberdampf aus dem Lichtbogen durch die Löcher des Siebes in den praktisch quecksilberdampffreien Hochvakuumraum eintritt. Jedenfalls gelingt es bei geeigneter Konstruktion der Siebanode, den Quecksilberdampfdruck im Hochvakuumraum schon bei Wasserkühlung (t etwa 150C) auf etwa 0,001 mm Quecksilber herabzusetzen. Bei Anwendung einer zirkulierenden Kühlflüssigkeit würde es leicht möglich sein, den Quecksilberdampfdruck
schon bei einer Temperatur Von — ι o° C auf etwa 6 · IO—5 mm Quecksilber zu erniedrigen, was dem Restgasdruck einer Glühkathodenröhre entspricht. Durch die beschriebene An-5 Ordnung einer gekühlten Siebanode gelingt es, einen Teil der im Quecksilberlichtbogen am Stromtransport beteiligten Elektronen von den positiven Quecksilberionen zu trennen und eine Neubildung von Quecksilberionen durch Stoßionisation dadurch zu verhindern, daß man den neutralen Quecksilberdampf vom Raum hinter der Siebanode fernhält. Bringt man nun in diesem dampffreien Raum eine Hauptanode an, so kann von dieser ein erheblicher Strom zur Kathode fließen, weil die Zahl der Elektronen in dem quecksilberdampffreien Raum relativ groß ist. Die auf diese Art aus dem Quecksilberlichtbogen gewonnenen Elektronen können somit die Ladungsträger eines reinen und gut steuerbaren Elektronenstromes bilden, genau in gleicher Weise wie bei den Elektronenröhren mit Glühkathoden. Der Vorteil dieser Röhre ist jedoch der, daß die Elektronenquelle in weiten Grenzen beliebig ergiebig und von unbegrenzter Lebensdauer ist.
Der Erfindungsgegenstand sei an Hand des Ausführungsbeispiels der Zeichnung näher erläutert.
In der Abbildung bedeutet α das zylindrische Gefäß der Elektronenröhre, b die Hauptanode mit der Kühleinrichtung e, C das Metallsieb mit der Kühleinrichtung^, / und g Gleichstrombatterien, h einen Rohrstutzen am unteren Teil des Gefäßesa, auf welchen ein Schlauch ζ gesteckt ist, der mit einem nicht gezeichneten Quecksilbergefäß in Verbindung steht. Durch Heben und Senken dieses Gefäßes kann der Quecksilberspiegel im Gefäßö bis zur Berührung mit dem Metallsieb c oder mit der Hauptanode δ gehoben und bis zum gezeichneten Stand wieder gesenkt werden. ry und r2 sind Regulierwiderstände, u ist ein Umschalter, t ein Transformator, t die Außenklemme der Kathode, m, η und ο sind Zu- bzw. Abführungsrohre für die Kühlflüssigkeit, ρ und 17 Kontakte, des Umschalters u, ν ist eine Wechselspannung zur Steuerung des Steuergitters 2. Die Wirkungsweise der ganzen Einrichtung ist folgende: Das Gefäßa -wird durch dasi gekühlte Metallsieb in die beiden Raumteile I und II geteilt. Im. unteren Raumteil II wird durch die zwischen I und tn herrschende Gleichstromspannung (der Batterie /) ein Quecksilberdampflichtbogen erzeugt, so daß dieser Raum von Elektronen und Quecksilberionen wie auch von neutralen Quecksilbermolekülen in großer Zahl erfüllt ist. Das Metallsieb c dient hier also als Anode. Die Kühleinrichtung d verhindert nun aber den Durchtritt neutraler Moleküle, so daß der Raum I über dem Metallsieb praktisch frei von Quecksilberdampf ist. Der Umschalter a gestattet nun, in der Stellung des Schalthebels auf ρ zwischen dem Metallsieb und der Hauptanode & oder in der Stellung des Schalthebels auf q zwischen der Kathode k und der Hauptanode b eine Spannung zu legen. Diese Spannung kann eine Wechselspannung (entnommen dem Transformator t) oder eine Gleichstromspannung (entnommen der Batterie g) sein. Unter dem Einfluß dieser Spannung wird ein großer Teil der mit großer Geschwindigkeit bewegten Elektronen aus dem Raum II durch die öffnungen des Metallsiebes in den Raum I gelangen und so Träger dieses Stromes sein. Da dieser Strom aber in einem nur Elektronen enthaltenden Räume verläuft, kann man seine Intensität durch das z. B. von der Wechselspannung ν gesteuerte Gitter 2 beeinflussen. In dieser Beziehung verhält sich diese Elektronenröhre nicht anders als die allgemein bekannte steuerbare Glühkathodenröhre, nur daßi hier um ein Vielfaches größere Ströme erzeugt und gesteuert werden können. Die Regelwiderstände V1 und r2 dienen dazu, die Spannung der Batterie/ einerseits für die Zündung des Lichtbogens (mit Hilfe des; Widerstandes r±), andererseits zur Speisung des Lichtbogens (mit Hilfe des Widerstandes r2) in passender Weise herabsetzen zu können. An Stelle eines im Innern der Röhre befindlichen Gitters c kann auch eine äußere metallische Hülse verwendet werden, durch deren Ladung der Röhrenstrom gesteuert werden kann. Wird das gekühlte Metallsieb als Kathode für den den Raum I durchfließenden Strom verwendet, dann kann es vorteilhaft sein, als Metall für das Sieb ein amalgamierbares Metall, z. B. Kupfer, zu verwenden. Einerseits ist dieses Metall als Träger für das Quecksilber wegen der leichten Amalgamierbarkeit sehr geeignet, andererseits besitzt es eine sehr gute Leitfähigkeit, so daß die Wärmeabführung besonders günstig ist. Der Vorteil dieser Kathode ist das Festhalten des Lichtbogens bei ganz verschwindend kleiner Dampf entwicklung, durch welche der Charakter der Röhre als Elektro- no nenröhre im wesentlichen nicht geändert wird. Auch die Kathode k kann aus festem, amal- ;amierbarem Metall hergestellt sein, und es ist vorteilhaft, sie sehr stark zu kühlen. Man kann sie ebenfalls mit Löchern, also siebartig, bauen und sie so weit in Quecksilber eintauchen lassen, daß das Quecksilber die ,ocher des Kathodenmetalls mindestens teilweise ausfüllt.
An Stelle der Gittersteuerung bzw. Hülsensteuerung kann auch eine magnetische Steuerung des Lichtbogens treten.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Steuerbare Elektronenröhre, bei welcher der Hauptanode ein Steuergitter vorgelagert ist, und bei welcher der Elektronenstrom zwischen einer siebartigen Hilfs-. anode und der Kathode durch eine besondere Erregerquelle erzeugt wird und die Hilfsanode auf einem solchen Potential gehalten wird, daß die Quecksilberionen am Durchtreten verhindert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Gitter und Kathode liegende Hilfsanode außerdem gekühlt wird, so daß: neutrale Quecksilberdampfmoleküle daran konden- ig siert werden und daher in den Steuerraum zwischen Haupt- und Hilfsanode nicht eintreten können.
    Hierzu ι Blatt Zeichnungen
DEA52999D 1928-01-15 1928-01-15 Steuerbare Elektronenroehre mit Steuer- und Hilfsgitter Expired DE553648C (de)

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DE (1) DE553648C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1026438B (de) * 1955-04-04 1958-03-20 Philips Nv Elektrische Entladungsroehre, insbesondere Senderoehre
DE1151883B (de) * 1958-05-02 1963-07-25 Edgerton Germeshausen And Grie Gasentladungsroehre

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1026438B (de) * 1955-04-04 1958-03-20 Philips Nv Elektrische Entladungsroehre, insbesondere Senderoehre
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