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Schaltung zur Erhöhung der Steilheit der Kennlinie von Elektronenröhren
Die Erfindung betrifft eine Schaltung 'zur Erhöhung der Steilheit der Kennlinie
von Elektronenröhren.
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Man hat bisher versucht, die Steilheit der Kennlinie von Entladungsgefäßen
durch Änderung des Baues und der Anordnung der Elektroden zu verbessern. Hierbei
hat man jetzt eine Grenze erreicht, über die hinaus eine weitere Steigerung mit
bekannten Mitteln des Aufbaues und der Fabrikation anscheinend nicht mehr möglich
ist.
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Es. wurde nun, gefunden, daß es auf einem anderen bisher noch nicht
beschrittenen Wege möglich ist, die Steilheit der Kennlinie einer Röhre weiter zu
erhöhen.
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Gemäß der Erfindung werden in einer Schaltung zur Erhöhung der Steilheit
der Kennlinie von Elektronenröhren, im gesteuerten Stromkreis, oder vor einer oder
mehreren Elektroden mit positiver Spannung gegen die Kathode Widerstände mit negativem
Temperaturkoeffizienten vorgesehen, die; derart ausgebildet oder vorgeheizt sind,
daß sie bei der Belastung, der sie im Betrieb ausgesetzt sind, eine thermisch bedingte
fallende Stromspannungskurve aufweisen.
Derartige Widerstände sind
natürlich an sich längst bekannt.
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Man hat auch schon vorgeschlagen, diese Widerstände in elektrischen
Schaltungen zu verwenden. Bei diesem älteren 'Vorschlag handelt es sich um eine
Anordnung zum Schutz der Glühkathode von elektrischen Entladungsgefäßen durch verzögerten
Einsatz des Anodenstromes gegenüber dem Heizstrom. Der verzögerte Einsatz wird durch
Widerstände im Anodenkreis des Entladungsgefäßes herbeigeführt, deren Widerstandswerte
mit zunehmender Erwärmung langsam abnehmen (Heißleiter). Dieser ältere Vorschlag
sieht auch schon vor, daß die Heißleiter zusätzlich von der Heizkathode oder vom
Heizl;atliodenstroinl:reis thermisch, z. B. durch Leitung oder Strahlung seitens
der Glühkathode, beeinflußt werden.
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Die im Anodenkreis angeordneten Widerstände müssen zur Lösung der
dort gestellten Aufgabe einen sehr hohen Kaltwiderstand hal)en, was leim Cre@genstand
der Erfindung nicht erwünscht ist.
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An Hand der in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele
soll die Erfindung und ihre `@'irl:utigsiveis.° nachstehend näher beschrieben werden.
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-b1. i zeigt eine Schaltung, bei der ein Widerstand i mit fallender
Stromspannungskurv e in den Anodenkreis einer Dreielektrodenröhre 2 eingeschalt:t
ist. Wird bei einer solchen Schaltung, z.13. durch eine wachsende negative Gitteispannung,
der durch den Widerstand i fließende Anodenstrom vermindert, so steigt der Spannungsabfall
am Widerstand infolge der fallenden Kurve an. Bei unveränderlicher Spannung an den
Klemmen 3 sinkt dann die an der Röhre 2 liegende, verbleibende, wirksame Anodenspannung.
Dieses =lbsinlccn der Spannung hat eine weitere Verringerung des Anodenstromes zur
Folge. So wirkt also eine Änderung der Gitterspannung einmal unmittelbar
z auf den Anodenstrom, dann aber auch noch mittelbar infolge der Änderung
des Spannungsabfalls an dem Widerstand mit fallender Kurve. Die Steilheit der Kennlinie
der Röhre ist dadurch erhöht.
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In ähnlicher Weise wirkt ein Widerstand mit fallender Stromspannungskurve,
der vor dem Schirmgitter einer Fünfelektrodenröhre liegt (vgl. Abb.2). Wird die
Spannung des Steuergitters der Röhre d. stärker negativ, so sinkt der Anodenstrom
und gleichzeitig der Sehirmgitterstrom. Die dadurch eintretende geringere Belastung
des im Scliirni-itterlcreis liegenden Widerstandskörpers mit fallender Kurve läßt
seinen Widerstandswert und damit den an ihm auftretenden Spannungsabfall ansteigen.
Infolgedessen sinkt die Schirnigitterspannung und damit auch der Anodenstrom. Der
Widerstand mit fallender Kurve bewirkt daher auch hier eine Erliiiliung der Kennliniensteilheit.
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Bei Röhren mit mehreren positiven Elektroden, z. B. bei den eben genannten
Fünfelektrodenröhren, kann man auch jeder einzeInen positiven Elektrode einen Widerstand
mit fallender Kurve vorschalten und dadurch eine noch stärkere @rhölrang der Kennlinievsteilheit
erzielen.
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Für den Widerstand kommen in erster Linie die niederen lletalloxvde
mit überwiegender Elektronenleitfähigkeit, also z. B. Urandioxyd, in Frage. Diese
Oxyde haben bei Benutzung im Hochvakuum völlig unveränderliche elektrische Eigenschaften
und gehen nach ausreichendem Erhitzen keine Gase mehr ab. Ein Widerstandskörper
aus diesen Oxyden kann daher auch ohne weiteres in die Rölire eingebaut werden.
Er kann verschiedene Formen, z. B. die Gestalt eines dünnen Stalles von etwa i mm
Durchmesser und. eine Länge von etwa einem oder mehreren Zentimetern, haben. Je
nach dem Temperaturhereich, in welchem der Widerstand Verwendung finden soll, wird
die Stellung des Widerstandskörpers gegenüber den heißen Elektroden des Entladungsgefäßes
ganz verschieden sein. In vielen Fällen wird es notwendig sein, die Temperatur durch
zusätzliche Erwärmung zu erhöhen. Zti diesem Zweck kann der Widerstandskörper der
Wärmestrahlung der Kathode ausgesetzt werden.
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Infolge. ihrer Billigkeit. Einfachheit und Zuverlässigkeit eignet
sich die Schaltung nach der Erfindung besonders für solche Anordnungen, bei denen
elektrische Entladungsgefäße Schaltvorgänge auslösen sollen. So kann man z. B. mit
dieser Schaltung die verhältnismäßig kleinen Spannungen eines Thermoelements oder
einer lichtempfindlichen Einrichtung mittelbar oder unmittelbar zum Steuern von
Schaltschützen für Elektromotoren u. dgl. benutzen. Sie ersetzen dabei empfindliche
und teure Melirrölireiiverstärker und sind wegen der Unveränderlichkeit der thermisch
bedingten fallenden Kennlinie des Widerstandes besonders zuverlässig.
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Auch für Röhrennießgeräte ist die Schaltung nach der Erfindung wegen
ihrer Billigkeit und Einfachheit sehr geeignet. Bei solchen Geräten wird die zu
messende Spannung an (las Steuergitter angeschlossen und der von der Spannung gesteuerte
.Anodenstrom mit einem Amperemeter gemessen. Durch die Verwendung eines Widerstandes
mit fallender Stromspannungskurve wird auch hierbei die Steilheit erhöht. Dadurch
wird der -'1usschlag
für eine gegebene Sbe,uerspannungsänderung
vergrößert und die l#l:eßgenauiglveit für kleine Spannungsänderungen erhöht. Der
?Vleßbereich wird daher nach kleinen Spannungswerten hin erweitert.