DE690018C

DE690018C - the

Info

Publication number: DE690018C
Application number: DE1935T0046007
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Graffunder; Dr Werner Kleen; Dr Horst Rothe
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1935-11-14
Filing date: 1935-11-14
Publication date: 1940-04-23

Description

Elektronenröhre mit einer oder mehr Gitterelektroden Die Erfindung betrifft die geometrische Ausbildung von Gitterelektroden für Elektronenröhren, insbesondere Röhren zur Erzeugung, Verstärkung und Gleichrichtung von Wechselspannungen.Electron tube with one or more grid electrodes The invention relates to the geometric design of grid electrodes for electron tubes, in particular tubes for generating, amplifying and rectifying alternating voltages.

Man hat bisher in Verstärkerröhren praktisch nur Gitterformen verwendet, denen das Merkmal gemeinsam ist, daß ihr senkrecht zur Kathoden- bzw. Systemachse geführter Querschnitt entweder gerade oder gegen die Kathodenachse konkav gekrümmt ist. Es sei z. B. an ebene, kreiszylindrische, ovalzylindrische, konische, kugelförmige oder prismatische Gitter erinnert. Bei einer Untersuchung des Elektronenflusses in einer mit solchen Gittern ausgestatteten Röhre zeigt sich, daß diese Gitter eine zerstreuende Wirkung auf den sie durchsetzenden Elektronenstrom ausüben und beispielsweise einen auf sie auftreffenden Elektronenstrahl zu einem divergierenden Büschel ausbreiten oder einen innerhalb eines gewissen Raumwinkels ankommenden Elektronenstrom noch weiter divergieren lassen. Es ist nun nicht bloß in Kathodenstrahlröhren für Oszillographenfind Fernsehbetrieb, sondern für viele Zwecke auch in Verstärkerröhren nützlich, die Elektronen zu bündeln, insbesondere in einem Teil des Entladungsraumes parallel zu richten oder konvergent zusammenlaufen zu lassen. Es ist auf diese Weise z. B. möglich, die Haltestreben für auf positivem Potential gehaltene Gitter, die wegen ihrer verhältnismäßig großen Oberfläche die Ursache einer unerwünscht hohen Stromaufnahme sind, vor dem Elektronenaufprall zu schützen, indem die Elektronen an ihnen vorbeigeführt werden. Es kann also die Strombelastung von geeignet ausgebildeten Schirm- oder Raumladeerektroden vermindert oder ganz unterdrückt werden. Auch können Steuergitter ohne wesentliche Stromaufnahme in das Positive Gitterspannungsgebiet ausgesteuert werden. Die Anwendung von gebündelten Elektronenströmen ist ferner von verschiedenen Ausführungsformen des Elektronenvervielfachers her bekannt, und schließlich wurden Anordnungen zur Steuerung rascher Elektronen vorgeschlagen, welche. die Richtungsänderung eines Elektronenstrahles,. d. h. einer gebündelten Entladung, auswerten. Es ist; von der Technik der Kathodensträhl@-oszillographen und Braunschen Röhren her geläufig, Elektronenstrahlen zu bündeln; man verwendet hierzu magnetische oder elektrische Konzentrationsmittel Hohlkathoden oder Blenden. Diese Mittel sind zum Teil um-' ständlich und der Verstärkerröhrentechnik im allgemeinen fremd, da sie sich in die üblichen zylindrischen oder kastenförmigen Elektrodensysteme mit fadenförmiger, zylindrischer oder ebener Kathode nicht zwanglos einfügen lassen.So far, only grid shapes have been used in amplifier tubes, which have the common feature that you are perpendicular to the cathode or system axis guided cross-section either straight or curved concavely towards the cathode axis is. Let it be B. flat, circular-cylindrical, oval-cylindrical, conical, spherical or prismatic grating. When examining the flow of electrons in a tube equipped with such grids it is shown that this grid is a have a dispersing effect on the electron stream passing through them and, for example spread an electron beam striking them into a diverging tuft or a stream of electrons arriving within a certain solid angle let it diverge further. Now it's not just found in cathode ray tubes for oscilloscopes Television operation, but also useful for many purposes in amplifier tubes, the To bundle electrons, especially in a part of the discharge space in parallel to be directed or to converge. It is in this way e.g. B. possible, the retaining struts for grids held at positive potential, which because of Their relatively large surface is the cause of an undesirably high power consumption are to be protected from the electron impact by guiding the electrons past them will. So it can be the current load of suitably trained shielding or Space charging electrodes are reduced or completely suppressed. Control grids can also be used driven into the positive grid voltage area without significant power consumption will. The use of bundled electron currents is also of various types Embodiments of the electron multiplier have been known, and finally have been Arrangements for controlling fast electrons proposed which. the change of direction an electron beam ,. d. H. a bundled discharge. It is; familiar from the technology of the cathode ray oscillographs and Braun tubes, To focus electron beams; man uses magnetic ones for this or electrical concentration means hollow cathodes or diaphragms. These funds are sometimes cumbersome and generally alien to amplifier tube technology, there they fit into the usual cylindrical or box-shaped electrode systems thread-like, cylindrical or flat cathode can not be inserted casually.

Es ist auch bekannt, die Glühkathode einer Kathodenstrahlröhre als gegen die Anode hohle Kugelkalotte auszubilden und die darauffolgenden Gitter in gleicher Weise zu krümmen und äquidistant zueinander und zur Kathode anzuordnen, um die Elektronen in einer kleinen Blendenöffnung in der Anode zu sammeln und eine bündelnde Wirkung zu erzielen. Bei Verstärkerröhren sind Gitterelektroden bekannt; die aus zur Kathode parallelen Hohlprofilstäben bestehen, welche ihre konvexe Seite der Kathode zukehren und sich dem Verlauf der Äduipotentialflächeri anschmiegen sollen.It is also known as the hot cathode of a cathode ray tube to form a hollow spherical cap against the anode and the subsequent grids in to bend in the same way and equidistant to each other and to the cathode, to collect the electrons in a small aperture in the anode and a to achieve a bundling effect. Grid electrodes are known for amplifier tubes; which consist of hollow profile rods parallel to the cathode, which have their convex side turn towards the cathode and cling to the course of the Äduipotentialflächeri should.

Erfindungsgemäß wird in einer Elektronenröhre mit einer oder mehreren Gitterelektroden die stromdurchlässige Fläche mindestens einer Gitterelektrode in einem senkrecht zur Kathoden- bzw. Systemachse liegenden Querschnitt konvex gegen die Kathode gekrümmt ausgebildet. Die Gitterfläche kann aus mehreren im Winkel zueinander stehenden und sich in den Kanten eines Prismas schneidenden Flächen zusammengesetzt werden und liefert dann eine der Zahl der Flüchen entsprechende Anzahl von Elektronenstrahlen.According to the invention in an electron tube with one or more Grid electrodes the current-permeable surface of at least one grid electrode in a cross section perpendicular to the cathode or system axis is convex opposite the cathode is curved. The grid surface can be made up of several at an angle to one another standing and intersecting surfaces in the edges of a prism and then delivers a number of electron beams corresponding to the number of curses.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abb. i dargestellt. Das Gitter wird von vier Stützdrähten oder Isolierstreben s getragen. Über diese ist der Gitterdraht b gewickelt, der in eine solche Form gebracht ist, daß er gegen die Kathodenoberfläche 1? konvex gekrümmt ist. Es ist an sich belanglos, ob das Gitter aus einem wendelförmig über die Haltestreben gewickelten Draht lyestellt oder ans einem siebartig durchbrochenen Blech, einem Metallgewebe oder schießlich aus parallel zu den Haltestreben verlaufenden, an den Enden durch Ringe verbundenen Drähten oder Blechstreifen. In jedem Falle kann man die gewünschte konvexe Form durch Pressen o. dgl. leicht herstellen. Das dargestellte, aus vier Abschnitten zusammengesetzte Gitter liefert vier einzelne ' Elektronenstrahlen, welche zwischen je zwei benachbarten Gitterstegen hindurchgehen und deren Breite gleich der Länge des Elektrodensystems ist. Die Wirkungsweise eines derartigen Gitters ist also mit der einer Zylinderlinse vergleichbar.An embodiment of the invention is shown in Fig. I. The grid is supported by four support wires or insulating struts. About these is wound the grid wire b, which is formed into such a shape that it is against the cathode surface 1? is convexly curved. It is in itself irrelevant whether that Grid made of a helically wound wire over the retaining struts or on a sieve-like perforated sheet metal, a metal mesh or finally from running parallel to the retaining struts, connected at the ends by rings Wires or sheet metal strips. In either case, you can get the convex shape you want Easily manufacture by pressing or the like. The one shown, from four sections composite lattice delivers four individual 'electron beams which between go through two adjacent lattice bars and their width is equal to the length of the electrode system. The mode of operation of such a grid is therefore with comparable to that of a cylinder lens.

Die Wirkung der beschriebenen Gitterform ist auch der Rechnung zugänglich. In Abb. 2 ist angenommen, daß die Kathode h von zwei koaxialen Gittern g1 und 92 umschlossen wird, deren Form der Abb. i entspricht. In der Fläche des ersten Gitters herrscht das Effektivpotential ial und in der Fläche des zweiten Gitters das Potential u.. Nimmt man ferner an, daß die beiden Gitter denselben Krümmungshalbmesser r besitzen, so kann man rechnerisch leicht nachweisen, daß die gezeichnete Anordnung wie eine Sammellinse mit cler Brennweite wirkt. Man erhält also den gebündelten Verlauf des Entladungsstromes, was durch Sondenmessungen auch experimentell bestätigt wurde. Bahnen e einzelner Elektronen sind in der Abb. 2 eingezeichnet. Wie die erwähnte bekannte Formel zeigt, ist die Gestalt der Elektronenbahnen nicht nur von der Krümmung der Gitter, sondern auch von dein Potentialverhältnis abhängig, so daß sich Möglichkeiten zur Steuerung des Elektronenstromes durch Verlagerung des Brennpunktes sowie auch-zur Einstellung der Ruhelage des Elektronenstrahles und zur Korrektur rnechanischer Ungenauigkeiten von Elektroden eröffnen.The effect of the lattice shape described can also be calculated. In Fig. 2 it is assumed that the cathode h is enclosed by two coaxial grids g1 and 92, the shape of which corresponds to Fig. I. The effective potential ial prevails in the surface of the first grid and the potential u ... in the surface of the second grid. If one also assumes that the two gratings have the same radius of curvature r, one can easily prove mathematically that the arrangement shown is like a converging lens with the focal length works. The bundled course of the discharge current is thus obtained, which has also been confirmed experimentally by probe measurements. Trajectories e of individual electrons are shown in Fig. 2. As the above-mentioned known formula shows, the shape of the electron trajectories is not only dependent on the curvature of the grid, but also on the potential ratio, so that there are possibilities for controlling the electron flow by shifting the focal point and also for setting the rest position of the electron beam and for Open up correction of mechanical inaccuracies of electrodes.

Die auf dem angegebenen Weg erzielten Elektronenkonzentration kann in beliebiger Weise verwertet werden. Man kann sie beispielsweise zu dem einleitend genannten Zweck der Stromentlastung positiver Elektroden anwenden oder die Ausdehnung der Auffangelektroden auf die von Elektronen getroffene Mä cbe beschränken oder aber auch den Elektronenstrahl einer Richtungssteuerung unterwerfen und abwechselnd mehr oder weniger vollständig auf verschiedene Auffangelektroden fallen lassen.The electron concentration achieved in the specified way can can be used in any way. One can use them for example to the introductory part apply the mentioned purpose of current discharge of positive electrodes or the expansion of the collecting electrodes to the limit hit by electrons or but also subjecting the electron beam to directional control and alternating drop more or less completely onto different collecting electrodes.

In den Anwendungsbeispielen würde die Wirkung einer Zylinderlinse angestrebt, deren Achse parallel zu der linearen Kathode verläuft. Es lassen- sich natürlich sphärische Linsenwirkungen erzielen, indem man eine flache oder punktförmige Elektronenduelle i voraussetzt und einem oder mehreren Gittern eine kügelkalottenförrnige Gestalt gibt, welche in zwei aufeinander senkrechten Richtungen gegen die Kathode konvex gekrümmt ist:In the application examples, the effect of a cylinder lens aimed at whose axis is parallel to the linear cathode. Let it be Obviously achieve spherical lens effects by making a flat or point-shaped one Electron duels i presupposes and one or more grids a spherical cap Gives shape which in two mutually perpendicular directions against the cathode is convexly curved:

Claims

1 ', \' r t: N 't' <x N s r t; i ° c t i r. i. Electron tube with one or more grid electrodes, characterized in that the current-permeable Surface tnin-best of a grid electrode in a perpendicular to the cathode bz «-: System axis lying cross-section convexly curved towards the cathode is.

2. Electron tube according to claim i, characterized in that a linear or, cylindrical cathode is used and one or more grids are made against it the cathode convexly curved surfaces intersecting at the edges of a prism are composed.