DE742591C - Elektronenroehre, die ausser Kathode, wenigstens einem Steuergitter und Anode, wenigstens eine zwischen Kathode und einem Steuergitter liegende Beschleunigungselektrode hat - Google Patents

Description

• Elektronenröhre, die außer Kathode, wenigstens einem Steuergitter und Anode, wenigstens eine zwischen Kathode und einem Steuergitter liegende Beschleunigungselektrode hat Die Erfindung bezieht -sich auf eine Elektronenröhre, die eine Kathode, wenigstens ein Steuergitter, 'eine Anode und wenigstens eine zwischen Kathode und einem Steuergitter liegende Beschleunigungselektrode enthält.
• Bei der Verwendung derartiger elektrischer ' Entladungsröhren, insbesondere Röhren zur Verstärkung von elektrischen Schwingungen, ist es sehr vorteilhaft, daß die Röhre eine möglichst hohe Steilheit besitzt, d. h. daß die Steigung der Gitterspannung-Anodenstromcharakteristik möglichst groß ist.
• Die Steilheit läßt sich in verschiedener Weise vergrößern, z. B. durch Vergrößerung der Kathodenoberfläche, Herabsetzung der Steigung oder der Stärke der Gitterdrähte, oder Erhöhung der Kathodenemission durch Erhöhung der Temperatur der Kathode oder Verbesserung der Emissionsschicht. Durch diese Mittel kann die Steilheit aber nicht beliebig erhöht werden, ohne daß besondere Nachteile, z. B. eine geringere Wirtschaftlichkeit der Röhre, Gitteremission u. dgl., auftreten. Es wurde auch schon versucht, die Steilheit zu vergrößern durch Anbringen einer positiven Elektrode in der Nähe der Kathode, so daß die negative Raumladung verringert und der Elektronenstrom vergrößert wird.
• Es wurde nach vielen Versuchen gefunden, daß noch eine erhebliche Vergrößerung der Steilheit in verhältnismäßig einfacher Weise' erhalten werden kann, wenn man bei Anwendung einer solchen positiven Elektrode zwischen Kathode und Steuergitter besondere Vorsorge trifft. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß bei Verwendung einer gitterförtnigen positiven Elektrode (Beschleunigungselektrode) die Elektronen derart abgelenkt werden, daß ihre Bahnen einander schneiden, so da1) die Elektronen, aus allen Richtungen lzonmen-l. .las Steuergitter erreichen.
• Gemäß der Erfindung werden in einer Elektronenröhre, die außer Kathode, wenigstens einem Steuergitter und Anode, wenigstens eine zwischen Kathode und einem Steuergitter liegende Beschleunigungselektrode hat, die voll der Kathode kommenden Elektronen derart gebündelt, daß sie als praktisch paralleles oder schon divergentes Bündel aus Öffnungen in der Beschleunigungselektrode austreten, und der Abstand zwischen dem Steuergitter und er darauffolgenden, auf positivem Potential liegenden Elektrode ist an jeder Stelle so gewählt, daß die sich aus der Geschwindigkeitskomponente der Elektronen senkrecht zur Fläche des Steuergitters 1111,1 dein Potentialgradienten zwischen den beiden Elektroden ergebende Elektronenbeschleunigung über das ganze Gitter praktisch . gleich ist.
• Durch diese Maßnahmen erzielt man, daß an jeder Stelle des Steuergitters die Elektronen eine bestimmte Geschwindigkeitskomponente haben, so daß dieses Steuergitter diesen Geschwindigkeitskomponenten genau angepaßt «erden kann, derart, daß bei einer bestimmten negativen Gitterspannung gerade noch keine Elektronen durchgelassen werden, während bei einer nur wenig geringen negativen Gitterspannung der ganze Elektronenstrom durchgelassen wird.
• Die Möglichkeit, das Steuergitter der Elektronengeschwindigkeit senkrecht zur Fläche dieses Gitters anzupassen, ergibt sich durch die besondere Bündelung der Elektronen, die bewirkt, daß die Elektronenbahnen einander nicht schneiden, sondern die Elektronen als praktisch paralleles oder schon divergentes Bündel aus der Beschleunigungselektrode austreten. Dies wird erzielt durch geeignete Ausbildung der Beschleunigungselektrode.
• Die Beschleunigungselektrode wird zu diesem Zwecke beispielsweise als eine aus massivem Material bestehende Elektrode ausgebildet, welche die Kathode umgibt und in der nur einige Öffnungen ausgespart sind, «-elche die Bündelung der aus der Kathode austretenden Elektronen bewirken. Die Bündelung kann jedoch auch mit Hilfe von Teilen des ersten die Kathode umgebenden Gitter, z.B. durch die Stützstäbe dieses Gitters, erfolgen.
• Durch die Ausbildung und Anordnung des Steuergitters oder des folgenden, auf positivein Potential liegenden Gitters, derart, daß an den Stellen, wo die Geschwindigkeitskomponente der Elektronen gering ist, der Potentialgradient groß ist, und umgekehrt, wird erreicht, daß sämtliche Elektronen von dem Steuergitter bei. einer bestimmten Spannung' durchgelassen oder zurückgeschickt werden. Dadurch wird eine sehr hohe Steilheit erzielt. Bei Durchgang der Elektronen durch das Steuergitter erhalten die Elektronen also praktisch die gleiche Geschwindigkeit, weil die Elektronen mit größerer Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur Fläche des Steuergitters weniger beschleunigt werden als die Elektronen mit geringerer Geschwindigkeitskomponente. Um dies zu erreichen, wird der Abstand zwischen dem Steuergitter und der nächsten, auf positivem Potential liegenden Elektrode an verschiedenen Stellen auf dem Umfang dieser Gitter derart verschieden gemacht, daß an denjenigen Stellen; an denen die Geschwindigkeitskomponente senkrecht zu der Oberfläche der ersten Elektrode am größten ist, der Abstand auch am größten ist. Es ist auch möglich, ein veränderliches Gitter zu benutzen, das an denjenigen Stellen, an denen die Geschwindigkeitskomponente der Elektronen senkrecht zur Gitteroberfläche klein ist, mit großer Steigung und an den Stellen, an denen diese Komponente größer ist, mit geringerer Steigung gewickelt ist.
• Die Erfindung wird an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. i und 2 die Anwendung des Grundgedankens der Erfindung an einer Hexode bzw. Oktode darstellen. In diesen Figuren bezeichnet i eine indirekt heizbare Kathode, die z. B. aus -einem zylinderförmigen Quarzröhrchen besteht, das mit einittierendein Material überzogen und innerhalb dessen ein Heizeleinent angeordnet ist. Die aus der Kathode ;austretenden Elektronen werden ;gebündelt und treten durch in einer Beschleunigungselektrode 2 vorhandene Öffnungen in den weiteren Teil der Entladungsröhre. Bei den in den Fig. i und 2 dargestellten Ausführungsformen befindet sich zwischen der Kathode und der Beschleunigungselektrode ein Steuergitter 3, während bei der in Fig. 2 dargestellten Oktode sich innerhalb der Beschleunigungselektrode 2 eine Elektrode .a. befindet. Bei der hier dargestellten Ausführungsform können die Elektroden 3 und d. zusammen als Steuergitter und Anode des örtlichen Oszillators benutzt werden.
• Die aus der Öffnung in der Beschleunigungselektrode austretenden Elektronenbündel erreichen in den drei hier angegebenen Fällen schließlich eine Anode 5. Bei der in Fig. r dargestellten Ausführungsform wandern die Elektronen auf ihrer Bahn durch zwei Gitter 6 und 7, die als Steuergitter und Schirmgitter benutzt werden können. Um das Ziel der Erfindung zu erreichen, ist das Gitter 7 auf der einen Seite, an der die Elektronen mit größerer Geschwindigkeit auf das Gitter 6 auftreffen als auf der anderen Seite, am weitesten von dem Gitter 6 angeordnet, und der Abstand zwischen den beiden Gittern nimmt nach der anderen Seite hin ab. Eine weitere Ausführungsmöglichkeit ist in Fig. a dargestellt, in der die Elektronen zwischen der Beschleunigungselektrode und der Anode nacheinander durch die Gitter 8, 9 und io wandern. Zur Erzielung einer richtigen Elektronenverteilung ist an denjenigen Stellen, an denen die Elektronen mit der größten Geschwindigkeit auf das Gitter 8 auftreffen, der Abstand zwischen den Gittern 8 und 9 größer als an den anderen Stellen des Gitters B.
• In- sämtlichen Figuren der Zeichnung sind die Elektronenbahnen schematisch durch Pfeile angegeben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektronenröhre, die außer Kathode, wenigstens einem Steuergitter und Anode, wenigstens eine zwischen Kathode und einem Steuergitter liegende Beschleunigungselektrode hat, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Kathode kommenden Elektronen derart gebündelt werden, daß sie als praktisch paralleles oder schon divergentes Bündel aus Öffnungen in der Beschleunigungselektrode austreten, und daß der Abstand zwischen dem Steuergitter und der darauffolgenden, auf positivem Potential liegenden Elektrode an jeder Stelle so gewählt ist, daß die sich aus der Geschwindigkeitskomponente der Elektronen senkrecht zur Fläche des Steuergitters und dem Potentialgradienten zwischen den beiden Elektroden ergebende Elektronen-Beschleunigung über das ganze Gitter praktisch gleich ist. z. Elektronenröhre nach Anspruch t mit zwischen der Beschleunigungselektrode und der Anode hintereinander angeordnetem; mindestens einem Steuer- und einem Schirmgitter, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber jenen Stellen des Steuergitters, an denen die Geschwindigkeitskomponente der Elektronen am größten ist, das Schirmgitter in entsprechend größerem Abstand vom Steuergitter angeordnet ist als gegenüber dem übrigen Teil des Steuergitters. 3. Elektronenröhre nach Anspruch i mit zwischen der Beschleunigungselektrode und der Anode hintereinander angeordnetem Steuer- und Schirmgitter, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter in an sich bekannter Weise derart verschieden große Durchlaßöffnungen aufweist, daß die Öffnungen groß sind an den Stellen des Gitters, an denen die Geschwindigkeitskomponente der Elektronen senkrecht zur Oberfläche am kleinsten ist, während sie entsprechend kleiner sind an jenen Stellen, an denen diese Komponente größer ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: österreichische Patentschrift Nr. 145 613; französische Patentschriften - 767 812, 8o8004.