DE737465C

DE737465C - Procedure for shifting the grid current application point in electron tubes with an intrinsically positive grid current application towards more negative grid voltage values

Info

Publication number: DE737465C
Application number: DEA81365D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz Beckenbach
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1936-12-13
Filing date: 1936-12-13
Publication date: 1943-07-14

Description

Verfahren zur Verschiebung des Gi'tterstromeinsatzpunktes bei Elektronenröhren mit an und für sich positivem Gitterstromeinsatz nach negativeren Gitterspannungswerten hin Bei den meisten Empfängerröhren, die in Audionschaltung Verwendung finden, wird ein bestimmtes festes Gebiet für den Gitterstromeinsatzpunkt verlangt, das auch während der gesamten Betriebsdauer (Lebensdauer) eingehalten werden muß.Procedure for shifting the starting point of the current in the case of electron tubes with actually positive grid current use after more negative grid voltage values hin With most of the receiver tubes that are used in audio circuits, requires a certain fixed area for the grid current application point, that too must be adhered to during the entire operating time (service life).

Betrachtet man ein Entladungsgefäß mit einer Elektronen emittierenden und einer Elektronen auffangenden Elektrode, so fließt infolge der thermischen Geschwindigkeit der Elektronen theoretisch bereits bei kleinen negativen Spannungen ein Elektronenstrom. Dies ist zutreffend für den Fall gleicher Austrittsarbeit beider Elektroden; d. h. für das Kontaktpotential U« = O. Beim Übergang von Elektronen von der Kathode auf eine andere Elektrode, insbesondere das Gitter, spielt nämlich das sogenannte Kontaktpotential eine Rolle, das sich aus der Differenz der Elektronenaustrittsarbeiten der Elektrodenwerkstoffe von Kathode und Auffangelektrode ergibt. Aus diesem Grunde ist eine dem Kontaktpotential entsprechende Vorspannung erforderlich, um praktisch Elektronen auf die Auffangelektrode zu bekommen. Bei Hochemissionskathodenröhren ist die Austrittsarbeit der Auffangelektrode wesentlich höher als die der Kathode, so daß Kontaktpotentiale von einigen Volt entstehen, die eine solche Richtung haben, daß die Elektrode mit der höheren Austrittsarbeit (Auffangelektrode) um UK negativer ist als die Elektrode kleiner Austrittsarbeit (Kathode). Da die der Auffangelektrode aufgedrückte Spannung dieses Kontaktpotential ausgleichen muß, setzt bei Auffangelektroden großer Austrittsarbeit ein Elektronenstrom erst bei positiven Spannungen ein. Es kommt nun häufig vor, daß sich während des Betriebes das Kontaktpotential zwischen zwei Elektroden, z. B. Kathode und Steuergitter einer Verstärker- oder Senderöhre, ändert, und zwar können sowohl Kontaktpotentialverminderungen als auch -erhöhungen auftreten. So kann z. B. bei Thoriumröhren Thorium auf die Auffangelektrode aufdampfen und ihre Austrittsarbeit herabsetzen. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei Kathoden,. die eine Schicht Erdalkaliozyd tragen. Auch hier verringern auf die Auffangelektro-deaufgedampfte Erdalkalimetall- oder Erdalkalioxydteilchen die Austrittsarbeit und damit das Kontaktpotential. Durch Sauerstoffzutritt wird dagegen die Austrittsarbeit erhöht, so daß das Kontaktpotential steigt und der Elektronenstxomeinsatzpunkt nach positiven Werten der Gitterspannung hinwandert.If one considers a discharge vessel with an electron-emitting one and an electron collecting electrode, it flows due to the thermal velocity of the electrons theoretically an electron flow even at small negative voltages. This is the case if both electrodes have the same work function; d. H. for the contact potential U «= O. When electrons pass from the cathode on another electrode, in particular the grid, the so-called Contact potential plays a role, which results from the difference of the electron work functions the electrode materials of the cathode and collecting electrode. For this reason a bias voltage corresponding to the contact potential is necessary in order to be practical To get electrons on the collecting electrode. For high-emission cathode tubes the work function of the collecting electrode is significantly higher than that of the cathode, so that contact potentials of a few volts arise, which have such a direction, that the electrode with the higher work function (collecting electrode) is more negative by UK is smaller than the electrode work function (cathode). Since that of the collecting electrode The voltage applied to it must compensate for this contact potential, sets in with collecting electrodes large work function, an electron flow only occurs at positive voltages. It comes now often before that the contact potential between two electrodes, e.g. B. cathode and control grid of an amplifier or Transmitter tube, changes, and can both contact potential reductions as well increases occur. So z. B. with thorium tubes thorium on the collecting electrode vaporize and reduce their work function. The situation is similar for cathodes. which carry a layer of alkaline earth metal. Again, cut down on that Trapping electrodevaporated alkaline earth metal or alkaline earth oxide particles have the work function and thus the contact potential. On the other hand, the entry of oxygen increases the work function increases, so that the contact potential rises and the electron atomic point onward positive values of the grid voltage migrates.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei Röhren mit an und für sich positivem Gitterstromeinsatz den Gitterstromeinsatzpunkt nach negativeren Gitterspannungswerten hin zu verschieben. Erfindungsgemäß werden das Gitter, ein Teil des Gitters oder eine oder mehrere an das Gitter angeschlossene Hilfselektroden ohne Zuhilfenahme einer zusätzlichen Heizung so ausgebildet und angeordnet, daß die Austrittsarbeit wenigstens annähernd gleich der Austrittsarbeit der Kathode wird.The invention relates to a method with tubes in and of themselves positive grid current usage the grid current usage point after more negative grid voltage values to move towards. According to the grid, a part of the grid or one or more auxiliary electrodes connected to the grid without assistance an additional heater designed and arranged so that the work function is at least approximately equal to the work function of the cathode.

Es ist bereits bekannt, Hilfselektroden in elektrischen Entladungsgefäßen zu verwenden, jedoch dienen diese Hilfselektroden zur Lösung anderer Aufgaben. Beispielsweise ist es bekannt, eine mit dem Gitter verbundene Hilfselektrode von einer besonderen Batterie aus zu heizen, um eine Elektronenemission des Gitters zu bewirken, so daß Rufladungen des durch den Gitterkondensator blockierten Steuergitters vermieden werden. Ferner sind Hilfselektroden zur Vermeidung von lokalen Schwingungen des Kreises bekannt.It is already known to use auxiliary electrodes in electrical discharge vessels to use, but these auxiliary electrodes are used to solve other tasks. For example it is known to have an auxiliary electrode connected to the grid of a special one To heat the battery off in order to cause an electron emission of the grid, so that Call charges of the control grid blocked by the grid capacitor avoided will. Furthermore, auxiliary electrodes are used to avoid local vibrations of the Circle known.

Es ist auch bekannt, das Gitter zur Verhinderung der Elektronenemission aus einer Substanz herzustellen, die mit den sich niederschlagenden Teilchen eine beständige, nicht stark Elektronen aussendende Verbindung eingeht. Wenn auch diese starke Bedampfung des Gitters mit Emissionsstoff verhindert werden muß, so ist es jedoch andererseits erwünscht, eine gewisse Menge Emissionsstoff auf dem Gitter zur Festlegung des Gitterstromeinsatzpunktes zu haben,, da für viele Zwecke ein Gitterstromeinsatzpunkt in einem ganz bestimmten Gitterspannungsgebiet gewünscht wird.It is also known to use the grid to prevent electron emission to produce from a substance that with the precipitating particles a enters into a stable connection that does not emit strong electrons. Even if this Strong vaporization of the grid with emission substance must be prevented, so it is however, on the other hand, it is desirable to have a certain amount of emissions on the grid to determine the grid current application point, because for many purposes a Grid current start point in a very specific grid voltage area desired will.

Zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung wird beispielsweise eine Hilfselektrode in die Röhre mit eingebaut, die mit der Auffangelektrode verbunden ist und die so ausgebildet und angeordnet ist, daß der richtige Stromeinsatz gewährleistet ist.To practice the method according to the invention, for example an auxiliary electrode built into the tube, which is connected to the collecting electrode and which is designed and arranged so that the correct use of electricity is guaranteed is.

Liegt z. B. bei einer Audionröhre der Gitterstromeinsatz infolge zu großer Austrittsarbeit des Gitters zu weit bei positiven Gitterspannungen, dann kann man mit Hilfe einer mit dem Gitter verbundenen Hilfselektrode, der man eine kleine Austrittsarbeit gibt, den Gitterstromeinsatz nach negativen Gitterspannungen hin verschieben.Is z. B. in an audio tube of the grid current use as a result large work function of the grid too far with positive grid voltages, then you can with the help of an auxiliary electrode connected to the grid, to which you have a there is a small work function, the grid current use after negative grid voltages move there.

Diese mit der Auffangelektrode, z. B. dein Gitter, verbundene Hilfselektrode kann als Hilfskathode ausgebildet werden. Praktisch einfacher ist es, wenn diese Hilfskathode kleiner Austrittsarbeit nach dem Aufdampfverfahren in der Röhre selbst hergestellt wird, indem man die z. B. mit dein Gitter verbundene Hilfselektrode in die Nähe der Kathode bringt und diese Hilfselektrode so ausgebildet ist, daß der Emissionsstoff von der Kathode her gut aufdampft.This with the collecting electrode, z. B. your grid, connected auxiliary electrode can be designed as an auxiliary cathode. It is practically easier when this Auxiliary cathode with a small work function after the vapor deposition process in the tube itself is prepared by the z. B. auxiliary electrode connected to your grid brings into the vicinity of the cathode and this auxiliary electrode is designed so that the emission substance evaporates well from the cathode.

Zweckmäßig stellt man die Hilfselektrode aus einem Werkstoff her, der für den Emissionsstoff ein guter Unterlagestoff ist, z. B. NTickel oder Wolfram, so daß auch hierdurch die Austrittsarbeit herabgesetzt wird.The auxiliary electrode is expediently made from a material which is a good base material for the emission material, e.g. B. NTickel or tungsten, so that this also reduces the work function.

Wie aus dem oben Gesagten leicht -verständlich ist, ist diese Hilfselektrode kleinster Austrittsarbeit maßgebend für den Elektronenstromeinsatzpunkt. DieeinfachsteForin einer solchen Hilfselektrode ist ein schmaler Blechstreifen, der an der betreffenden Elektrode angebracht ist. Bildet man diesen Blechstreifen als ein die Kathode eng umschließendes Rohrstück aus, so kann man durch die nun auftretende Aufheizung des von dem Rohrstück umschlossenen Kathodenstückes die Erdalkalioxydverdainpfung auf die Hilfselektrode stark erhöhen. Die durch das Rohrstück hervorgerufene Abschirmung des Feldes, beispielsweise von der Anode, wirkt sich keineswegs schädlich aus, sondern liefert in diesem Falle noch einen zusätzlichen Beitrag zur Verschiebung des Elektronenstromeinsatzpunktes nach negativen Werten hin. Das Rohrstück kann durch ein ganz eng gewickeltes Ende des Gitters gebildet werden.As is easy to understand from the above, this is an auxiliary electrode smallest work function decisive for the point of use of the electron current. The simplest form such an auxiliary electrode is a narrow sheet metal strip attached to the relevant Electrode is attached. If one forms this sheet metal strip tightly as a cathode enclosing pipe section, so you can by the now occurring heating of the the cathode piece enclosed by the pipe section on the alkaline earth oxide vaporization greatly increase the auxiliary electrode. The shielding created by the pipe section of the field, for example from the anode, is by no means harmful, but rather in this case also makes an additional contribution to the shift in the point at which the electron flow begins towards negative values. The pipe section can go through a very tightly wound end of the lattice.

Eine weitere Beeinflussung des Gitterstromeinsatzes ist bei unmittelbar geheizten Kathoden durch die Lage der Hilfselektrode längs der Kathode möglich, da der Elektronenstrom an der Stelle der größten Potentialdifferenz einsetzt.Another influence on the grid current use is directly heated cathodes possible due to the position of the auxiliary electrode along the cathode, because the electron flow starts at the point of greatest potential difference.

Bei gleicher Austrittsarbeit des gesamten Gitters wird also z. B. der Gitterstrom an der dem negativen Kathodenende gegenüberliegenden Gitterstelle einsetzen. Die Hilfselektrode wird daher für stark negative Gitterstromeinsätze zweckmäßig in der Nähe des negativen Kathodenendes angebracht. Die Hilfselektrode kann beispielsweise aus einem Draht oder Blech eines als Unterlagematerial geeigneten Werkstoffes bestehen. Gegebenenfalls kann auch der Draht oder das Blech von vornherein mit Emissionsstoff bedeckt -,verden.With the same work function of the entire lattice, z. B. the grid current at the grid point opposite the negative cathode end insert. The auxiliary electrode is therefore used for strongly negative grid current inserts convenient near the negative cathode end attached. the Auxiliary electrode can, for example, be made from a wire or sheet metal as a base material suitable material exist. If necessary, the wire or the sheet metal can also be used Covered with emissions from the start - verden.

Die Abbildungen zeigen zwei Trioden als Ausführungsbeispiele für das Entladungsgefäß nach der Erfindung.The figures show two triodes as exemplary embodiments for the Discharge vessel according to the invention.

Bei der Ausführungsform nach Abb. i umschließt ein Ring i, der sich auf dem Potential des Gitters 2 befindet, die Kathode 3 derart, daß die Kathode dort eine höhere Temperatur annimmt. Infolgedessen dampft Emissionsstoff auf den Ring auf und setzt dort die Austrittsarbeit herab.In the embodiment according to Fig. I a ring encloses i, which is at the potential of the grid 2, the cathode 3 such that the cathode takes on a higher temperature there. As a result, the emission substance evaporates on the Open the ring and reduce the work function there.

Bei der Ausführungsform nach der Abb. 2 ist ein mit Emissionsstoff bedeckter Teil q., der sich ebenfalls auf dem Potential des Gitters 2 befindet, in der Nähe des negativen Endes der Kathode 5 angeordnet.In the embodiment according to FIG. 2, there is an emission substance covered part q., which is also at the potential of grid 2, arranged near the negative end of the cathode 5.

Claims

- PATENT CLAIMS: i. Procedure for shifting the grid current start point in the case of electron tubes with an intrinsically positive grid current input - to more negative ones Grid voltage values, characterized in that the grid, part of the Grid or one or more auxiliary electrodes connected to the grid without With the aid of an additional heater designed and arranged so that the work function at least approximately equal to the work function of the cathode will.

2. The method according to claim i, characterized in that the auxiliary electrodes be designed and arranged in such a way that emission material is continuously in operation evaporated on them in such an amount as to maintain a work function in the The amount of work done by the cathode is required.

3. The method according to claim i, characterized in that with emissions such. B. provided with an alkaline earth oxide Auxiliary electrodes can be used. q ..

Method according to claim 2 or 3, characterized characterized in that auxiliary electrodes are used from a material that the Reduced work function of the applied emission substance, such as Nickel or tungsten.

5. The method according to claim i or the following, characterized in that that pipe pieces are used as auxiliary electrodes, which one or more parts enclose the cathode.

6. The method according to claim 5, characterized in that the pipe sections consist of tightly wound grids, which are arranged coaxially to the cathode are.

7. The method according to claim i or the following, characterized in that the Auxiliary electrodes in such a way opposite certain points of the directly heated cathode be arranged that by utilizing the voltage drop along the cathode a certain potential difference between the auxiliary electrodes and the neighboring point the cathode is obtained. B. The method according to claim i or the following, characterized characterized in that the auxiliary electrode is in the vicinity of the negative end of the immediate heated cathode is arranged. G. According to the method according to claim i or the following manufactured electron tube.