DE818983C - Elektrische Entladungsroehre mit gerichtetem Elektronenbuendel - Google Patents

Description

Das Auftreten elektrischer Ladungen an der aus Isoliermaterial bestehenden Wand einer Entladungsröhre, die Elektroden aufweist, zwischen denen ein großer Spannungsunterschied (wenigstens 20000 V) nach Inbetriebnahme der Röhre aufrechterhalten wird, führt zu ungleichmäßigen Spannungsverteilungen über die Wand, die Gleitfunkentladungen und Wanddurchschläge hervorrufen können. Treten diese Erscheinungen auf, so wird die Brauchbarkeit der Röhre wesentlich verringert.

Der Raum zwischen den Elektroden wurde zuweilen mit einem Metallschirm umgeben. Dieser ist in gewissen Fällen als Wandteil mit einem zwischen den Hochspannungspolen liegenden Punkt der Spannungsquelle verbunden. Bei einer anderen bekannten Bauart ist der Schirm zwischen der Wand und den Elektroden angeordnet und mit der Anode verbunden. Da die Ladung von diesen Schirmen abgeleitet wird, tritt ein bedeutender Verlust an Elektronen auf, die wenigstens teilweise von der Kathode der Röhre erzeugt werden, ao wodurch diese stärker belastet wird.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Bauarten ist der, daß der Röhrendurchmesser bedeutend größer als der Elektrodendurchmesser sein muß, da der große Spannungsunterschied das Auftreten kalter Emission an den Elektrodenrändern herbeiführen kann. Zur Bekämpfung des Auftretens von Emissionserscheinungen sucht man die Elektrodenoberfläche so genau zu bearbeiten, daß sie keine Unebenheiten aufweist; zu diesem Zweck wird meist ein Metall verwendet, dessen Austrittarbeit hoch ist.

Die Erfindung hat den Zweck, das Auftreten von Emissionserscheinungen an Elektroden, wo dies nicht erwünscht ist, mit größerer Gewißheit zu vermeiden und so eine Verkleinerung des Röhrendurchmessers zu ermöglichen. Sie ist für Elektronenstrahlröhren mit

gerichtetem Elektronenbündel besonders wertvoll, bei denen rings um die Röhre eine Magnetspule angeordnet ist, um die Elektronenstrahlen zu einem kleinen Querschnitt zusammenzudrängen, wie dies bei Fernsehröhren verlangt wird. Dabei können auch Magnetspulen zur Erzeugung der Ablenkfelder außerhalb der Röhre angeordnet sein. Je kleiner der Röhrendurchmesser gewählt wird, um so geringer ist die zur Erzeugung der Felder durch die Magnetspulen erforderliehe Energie und um so kleiner können die Abmessungen der Speisegeräte sein.

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Entladungsröhren mit gerichtetem Elektronenbündel, bei denen der Zwischenraum zwischen zwei Feldelek- !5 troden, die durch eine Wand aus Isoliermaterial für Hochspannung gegeneinander isoliert sind, mit einer Wand aus Isoliermaterial umgeben ist, von der die der Kathode zunächst liegende Feldelektrode einen geringen Abstand hat (höchstens gleich der Hälfte des ao Abstandes der Feldelektroden voneinander). Unter Feldelektroden werden hierbei diejenigen Elektroden verstanden, die das von den Elektronen zu durchsetzende elektrische Feld begrenzen. Gemäß der Erfindung ist zwischen der Wand und wenigstens der der as Kathode zunächst liegenden Feldelektrode ein gegen die Elektroden isolierter Metallschirm angeordnet, der sich von der Wand in den Zwischenraum zwischen den Feldelektroden erstreckt und in diesem endet und der die Elektronenbahnen schneidet, die sonst die Wand mit den Feldelektroden verbinden wurden. Der Schirm wird vorzugsweise derart ausgebildet, daß sein Schnitt mit einer durch die Achse des Elektronenbündels geführten Ebene so gekrümmt ist, daß er seine konvexe Seite der Wand zukehrt und eine von der Wand an wachsende Krümmung aufweist.

Die Erfindung wird an Hand der Abbildungen näher

erläutert, in der die Fig. 1 und 2 Ausführungsbeispiele von Entladungsröhren darstellen, die mit einem Elektrodensystem versehen sind, bei dem die Erfindung angewendet ist.

Die Figuren stellen den Zylinderteil einer Elektronenstrahlröhre zum Wiedergeben oder Aussenden von Fernsehbildern dar, deren Glaswand 1 eine Elektronenemissionskathode 2 und eine Beschleunigungsanode 3 umgibt. Die Kathode ist unter Zuhilfenahme eines kleinen Isolierrings 4, z. B. aus keramischem Material, an der Röhre befestigt, während die Anode 3 mittels nachgiebiger Glieder 5 in der Röhre festgeklemmt ist. Zwischen Kathode und Anode wird ein Spannungsunterschied von 20 bis 30000 V gelegt.

Die Isolierung 4 dient auch zur Anbringung der Regelelektrode 6, der eine Spannung zugeführt wird, die zwischen dem Kathodenpotential und einem negativen Wert von einigen hundert Volt wechseln kann. Der Raum zwischen der Regelelektrode 6 und der Wand wird möglichst klein bemessen, um den Röhrendurchmesser zu beschränken. Über die Röhrenwand tritt eine praktisch gleichmäßige Verteilung der Anodenspannung zwischen einer an der Wand angebrachten leitenden Belegung 7 auf, an der die Klemmfedern 5 für die Anode 3 anliegen, und der Stelle, an welcher der Isolierring an der Wand 1 anliegt; sie wird während des Röhrenbetriebs aufrechterhalten. Bei dieser Spannungsverteilung herrscht zwischen der Röhrenwand und der Regelplatte 6 an der Stelle, wo diese nach innen abbiegt, ein Spannungsunterschied, der infolge des kleinen Abstands sich als hinreichend zur Auslösung von Elektronen aus der Oberfläche der Regelelektrode erweist. Die Elektronenemission entsteht infolge der erhöhten Feldstärke am Rande der Regelkappe 6 und wird dadurch begünstigt, daß sich von der Kathode und dem Bildschirm kleine Teilchen lösen, die sich an der Elektrode absetzen. Unter dem Einfluß des Spannungsunterschiedes wandern die Elektronen zur Röhrenwand, und beim Zusammenstoß mit der Wand werden im allgemeinen mehr Sekundärelektronen ausgelöst, als Elektronen gegen die Wand gezogen werden, wodurch die Wand örtlich in höherem Maße positiv wird. Infolgedessen nimmt der Spannungsunterschied gegenüber der Regelelektrode zu, wodurch eine Verstärkung der Elektronenemission und eine weitere Erhöhung des Wandpotentials herbeigeführt wird. Diese Potentialverschiebung über die Röhrenwand infolge von Sekundärelektronenemission erweist sich als die Ursache des Auftretens schwerwiegender Störungen in der Röhre, wie z. B. Durchschlag der Wand und innere Überschläge, wodurch die Röhre unbrauchbar wird.

Der erfindungsgemäß angeordnete Schirm 8 verhütet, daß die aus der Oberfläche der Regelelektrode emittierten Elektronen die Glaswand 1 erreichen. Es genügt jedoch nicht, daß die Elektronen auf den Schirm anstatt auf die Röhrenwand treffen, da das Auftreten einer Sekundäremission an der Anprallstelle des isoliert angeordneten Schirms gleichfalls unerwünschte Potentialverschiebungen hervorrufen würde. Indem der Schirm sich von der Röhrenwand in den Raum zwischen den Feldelektroden 3 und 6 erstreckt, ist er derart gestaltet, daß die Sekundärelektronen nicht unmittelbar gemäß den elektrischen Kraftlinien zu der anderen Feldelektrode 3 wandern können.

Es kann verhütet werden, daß das Potential des Schirms 8 einen bestimmten Wert übersteigt, indem ihm die Gestalt nach Fig. 2 erteilt wird, wobei nur eine kleine öffnung zwischen der Regelelektrode 6 und dem Schirm 8 verbleibt. Außerdem hat die Röhre nach Fig. 2 einen zweiten Schirm 9, der zwischen der Röhrenwand 1 und der Feldelektrode 3 liegt und sich in den Raum zwischen den Feldelektroden erstreckt. Dieser Schirm bremst Sekundärelektronen, die aus der Röhrenwand ausgelöst werden, wenn diese von Elektronen anderen Ursprungs getroffen wird, ab, wobei die Ableitung dieser Sekundärelektronen nach der Anode doch noch zu Potentialverschiebungen führen würde.

Claims (2)

1. Patentansprüche!

   I. Elektrische Entladungsröhre mit gerichtetem no Elektronenbündel, bei welcher der Zwischenraum zwischen zwei das von den Elektronen durchsetzte Feld begrenzenden Feldelektroden, die für Hochspannung gegeneinander isoliert sind, mit einer Wand aus Isoliermaterial umgeben ist, von der 1*5 die der Kathode zunächst liegende Feldelektrode

   einen geringen Abstand hat (höchstens gleich der Hälfte des Abstands der Feldelektroden voneinander), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wand und wenigstens der der Kathode zunächst liegenden Feldelektrode em gegen die Elektroden isolierter Metallschirm angeordnet ist, der sich von der Wand in den Zwischenraum zwischen den Feldelektroden erstreckt und in diesem endet und der die Elektronenbahnen schneidet, die sonst die Wand mit den Feldelektroden verbinden würden.
2. 2. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnitt des Schirms mit einer durch die Achse des Elektronenbündels geführten Ebene so gekrümmt ist, daß er seine Konvexseite der Wand zukehrt und eine von der Wand an wachsende Krümmung aufweist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1975 10. 5l