DE721139C

DE721139C - Electric electron discharge vessel with reduced noise effect

Info

Publication number: DE721139C
Application number: DES129956D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Walter Schottky
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1937-12-12
Filing date: 1937-12-12
Publication date: 1942-05-27

Description

Elektrisches Elektronenentladungsgefäß- mit vermindertem Rauscheffekt Es ist beobachtet worden, daß in Verstärkerröhren, die außer der Anode eine oder mehrere positive Hilfselektroden enthalten, z. B. bei Schirmgitterröhren und Penthoden, neben dem raumladungsgesehwächten Schroteffekt ein weiterer Rauscheffekt auftritt, der äls Verteilungsrauschen bezeichnet wird. Um den Rauscheffekt klein zu halten, kommt es nach den neueren Erkenntnissen über die Raumladungsschwächung des Elektronenrauschens in Verstärkerröhren darauf an, daß die von der nächsten TJmgebung ,eines Kathodenpunktes ausgehenden Elektroneneinheitlich entweder alle bis zur Anode gelangen oder alle vom Schirmgitter abgefangen werden; das vom Schirmgitter herrührende zusätzliche Rauschen wird nur durch diejenigen Elektronen bedingt, die zwar von nahe benachbarten Punkten der Kathode ausgehen, sich aber auf Anode und Schirmgitter ungefähr gleichmäßig verteilen. Um zu entscheiden, wie weit eine derartige Verteilung von Elektronen gleichen Ursprungortes eintritt, ist es notwendig, sich über die Bahnen der von einem kleinen Flächenelement der Kathode ausgehenden Elektronen ein tild zu machen. Hierbei stellt sich heraus, daß die verschiedene Größe, vor allem aber die verschiedene Richtung der thermischen Anfangsgeschwindigkeiten der Elektronen eine recht erhebliche Streuung der von einem Punkt der Kathode ausgehenden Elektronen bedingt. Unschädlich im Sinne der obigen Erfindung sind nur solche Kathodengebiete, deren Streukegel entweder frei durch die Maschen des Schirmgitters hindurchgehen oder deren Streukegel vollständig auf der Stegfläche des positiven Gitters enden. Schädlich sind diejenigen Kathodenteile, deren Streukegel durch eine Grenzlinie- - zwischen den Stegen und Zwischenräumen des Schirmgitters geschnitten wird.Electric electron discharge vessel - with reduced noise effect It has been observed that in amplifier tubes which, in addition to the anode, one or contain several positive auxiliary electrodes, e.g. B. with screen grid tubes and penthodes, In addition to the shot effect weakened by the space charge, another noise effect occurs, which is referred to as distribution noise. To keep the noise effect small, it comes after the more recent knowledge about the space charge weakening of the electron noise in amplifier tubes to the fact that those from the nearest environment, a cathode point outgoing electrons uniformly either all reach the anode or all be intercepted by the screen grid; the additional one stemming from the screen grid Noise is only caused by those electrons that come from close neighbors The points of the cathode run out, but are roughly even on the anode and screen grid to distribute. To decide how far such a distribution of electrons same place of origin, it is necessary to find out about the orbits of to make a tild of electrons emanating from a small area element of the cathode. It turns out that the different sizes, but above all the different The direction of the initial thermal velocities of the electrons is quite considerable Scattering of the electrons emanating from a point on the cathode is conditional. Harmless For the purposes of the above invention, only those cathode regions are those whose scatter cones either pass freely through the mesh of the screen grid or their scatter cones end completely on the web surface of the positive grid. Those are harmful Cathode parts whose scattering cone is separated by a boundary line - between the webs and Interstices of the screen grid is cut.

Bei der üblichen engen Anordnung der Schirmgitterdrähte und den üblichen Kathoden- und Gitterabmessungen sowie Betriebspotentialen stellt sich heraus, daß die Streukegel bei ihrem Durchgang durch die Schir_ mgitterfläche bereits solche Dimensionen besitzen, d_aß nicht nur ein Steg, sondern zwei oder mehr Stege des Schirmgitters von jedem Streukegel geschnitten werden. Beispielsweise ergibt sich bei z mm Kathodendurchmesser, 31/2 mm Steuergitterdurchmesser und 5 mm Schirmgitterdurclunesser ,eine Höhe des Streukegels in der Schirmgitterfläche (längs der Kathodenrichtung) von etwa i mm und eine Breite (quer zur Kathodenrichtung) von etwa 1,5 mm. Bei den üblichen Stegabständen im Schirmgitter von etwa 1/2 mm gelangt also jeder Kathodenstreukegel etwa zweimal. zum Schnitt mit einem Gittersteg. Unter diesen Umständen ist das Zieh eine möglichst geringe Beeinträchtigung der Raumladungsschwächung zu erreichen, nur dadurch zu verwirklichen, daß man die Abfangwirkung der Gitterstege möglichst klein macht, indem man die Stege möglichst dünn wählt oder indem man durch Schattenwirkung oder elektronenoptische Ablenkung der -Elektronen von den Gitterstegen den resultierenden Abfangfaktor des Schirmgitters möglichst klein macht.With the usual close arrangement of the screen grid wires and the usual Cathode and grid dimensions and operating potentials turn out to be the scattering cones when they pass through the screen grille are already such Have dimensions that not only have one bar, but two or more bars of the screen grid are cut by each scattering cone. For example results at z mm cathode diameter, 31/2 mm control grid diameter and 5 mm screen grid diameter, a height of the scattering cone in the screen grid area (along the cathode direction) of about i mm and a width (across the cathode direction) of about 1.5 mm. With the usual spacing between bars in the screen grid of around 1/2 mm So each cathode scattering cone arrives about twice. for cutting with a lattice bar. Under these circumstances, the draw is as little impairment as possible To achieve space charge weakening, to be realized only by the fact that one has the interception effect makes the lattice bars as small as possible by choosing the bars as thin as possible or by using shadow effects or electron-optical deflection of the -electrons the resulting intercepting factor of the screen grid if possible makes small.

Die vorangehenden Darlegungen lassen die Gründe erkennen, weshalb die bekannten Röhrenbauformen, bei welchen der auf das positive Gitter treffende Stromanteil durch Schattenwirkung klein gehalten wird, nur .einen kaum erhöhten Rauscheffekt zeigen. Sie lassen aber auch erkennen, weshalb ein starkes Rauschen bei den Röhrenbauform@en auftritt, bei welchen ein positives Gitter betriebsmäßig nahezu die Hälfte des hindurchgehenden Stromes aufnehmen muß (Mischröhren, wie Hexoden, Oktoden) und deshalb die Abfangwirkung dieses Gitters nicht klein gehalten werden kann.The preceding explanations show the reasons why the known tube designs, in which the one that hits the positive grid The current share is kept small by the shadow effect, only a barely increased one Show noise effect. But they also show why there is strong noise occurs in tube designs in which a positive grid is operational must absorb almost half of the current passing through (mixing tubes, such as hexodes, Octodes) and therefore the intercepting effect of this grid cannot be kept small can.

Gemäß der Erfindung kann man nun bei solchen Röhren eine wesentliche Herabsetzung des Verteilungsrauschens erhalten, wenn man das positive Gitter aus einer Mehrzahl von quer zur Kathode angeordneten Stegen herstellt und sowohl die Stegbreite wie die Breite der Zwischenräume größer wählt als die Hälfte des effektiven Gitterradius. Bei länglichem Gitterquerschnitt ist hierbei etwa das il/2fache das kürzesten Abstandes zwischen Gitter und Kathodenmittelpunkt als .effektiver Gitterradius einzusetzen.According to the invention you can now with such tubes an essential Reduction in noise distribution is obtained when you look at the positive grid produces a plurality of webs arranged transversely to the cathode and both the Select the web width as the width of the gaps greater than half of the effective one Grid radius. In the case of an elongated grid cross-section, this is about ½ times that shortest distance between grid and cathode center as .effective grid radius to use.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Gitters erreicht man, daß die Gitterstege des positiven Gitters so weiträumig angeordnet sind, daß der Zwischenraum zwischen zwei Gitterstegen größer ist alsdi:eAbm@essungdes Streukegels in der Fläche des positiven Gitters quer zur Stegrichtung. Kommt es auf die Erzielung besonders kleiner Rauchwerte an, dann ist es notwendig, die Abstände zwischen den Gitterstegen mehrfach größer zu machen als die Ausdehnung des Streukegels quer zur Stegrichtung. Die Stege werden bei der Bauform nach der Erfindung quer zur Kathode gestellt, um mit kleineren Zwischenräumen auszukommen; denn die Breite des Streukegels ist, wie oben angegeben, quer zur Kathodenrichtung größer als längs der Kathodenrichtung. In der Praxis wird man dabei im allgemeinen mit Stegabständen und Stegbreiten von mehr als i mm arbeiten müssen.The inventive design of the grid achieves that the bars of the positive grid are arranged so widely that the gap between two lattice bars is greater than di: eDim @ measurement of the scattering cone in the area of the positive grid across the web direction. It comes down to the achievement especially If the smoke values are lower, then it is necessary to adjust the distances between the bars to make several times larger than the extent of the scattering cone transversely to the web direction. The webs are placed transversely to the cathode in the design according to the invention get by with smaller gaps; because the width of the scattering cone is how stated above, transversely to the cathode direction larger than along the cathode direction. In practice, this is generally done with web spacings and web widths of have to work more than i mm.

Positiv vorgespannte Gitter, welche betriebsmäßig nahezu die Hälfte des hindurchgehenden Stromes aufnehmen, brauchen nicht notwendig mit hochkant gestellten Stegen ausgeführt werden. Man kann aber dadurch, daß man in bekannter Weise die Gitterstege als hochkant gestellte Blechstreifen ausbildet, deren Abmessungen dann senkrecht zur Gitterfläche von ähnlicher Größe sind wie ihre gegenseitigen Abstände, erreichen, daß die elektronenabfangende Fläche des Gitters, soweit sie nicht mehr wesentlich unter der elektrostatischen Wirkung der folgenden Elektrode steht, klein gehalten werden kann. Hiernach erhalten bei zylindrischen Gitteranordnungen die Gitterstege die Form von Scheibenringen, deren Ringbreite von ungefähr der gleichen Größe ist wie ihr Abstand. Für Anordnungen, in denen zwar zylindrische Glühkathoden, jedoch elliptische oder flach kastenförmige Gitter verwendet werden, ergibt sich unter denselben Gesichtspunkten erfindungsgemäß eine Anordnung, bei welcher die Gitterstege sowohl ihrer Längsausdehnung wie ihrer größten Breite nach quer zur Kathodenrichtung verlaufen. Da bei Kastenanordnungen nur die langen Flächen des Kastens wirksam sind, ermöglicht sich hier eine besonders einfache Konstruktion durch Verschränken der ursprünglich in der Gitterebene ausgestanzten Stege dieser Flächen.Positively pre-tensioned grids, which in operational terms are almost half of the current passing through, do not need to be placed on edge Bridges are executed. One can, however, by using the Forms lattice webs as edgewise sheet metal strips, their dimensions then perpendicular to the grid surface are of a similar size to their mutual distances, achieve that the electron-trapping surface of the lattice, as far as it is no longer is significantly under the electrostatic effect of the following electrode, small can be held. According to this, in the case of cylindrical grid arrangements, the Lattice bars take the form of disk rings, the ring width of which is approximately the same Size is like their distance. For arrangements in which cylindrical hot cathodes, however, elliptical or flat box-shaped grids can be used, results under the same aspects according to the invention an arrangement in which the Lattice bars both their longitudinal extent and their greatest width transversely to Cathode direction run. Since with box arrangements only the long surfaces of the Box are effective, a particularly simple construction is made possible here by interlocking the webs originally punched out in the lattice plane Surfaces.

Claims

PATENT CLAIM: Electric electron discharge vessel with reduced Noise effect, which, apart from the anode and the control grid, has one or more positive Auxiliary electrodes, e.g. B. auxiliary grid, contains and in which a positively biased The grid absorbs almost half of the current passing through it during operation (hexode, Octode), characterized in that this grid consists of a plurality of transverse to the cathode arranged webs, and that both the web width and the width the gaps is greater than half the effective lattice radius.