-
Elektrodensystem für elektrische Entladungsgefäße
| In zahlreichen Fällen der köhrentechnik ist man |
| bestrebt, eine Gitterelektrode in geringstmöglichem |
| Abstand von der Kathode anzuordnen. Dieser For- |
| derung sind allgemein dadurch Grenzen gesetzt, daß |
| der mechanische Gitteraufbau meist nur mit großen |
| Schwierigkeiten so gestaltet \verden'kann, daß sich |
| im Betrieb der Röhre der gewünschte, außerordent- |
| lich geringe Gitterabstand mit großer Genauigkeit |
| einhalten- lädt. Die Aufgabe kann aber dadurch |
| gelöst werden, daß man die Gitterelektrode an der |
| Kathodenseite haltert, so daß die Kathode ge- |
| wisserinaßen Träger des Gitters ist. Zu diesem |
| Zweck kann beispielsweise eine Kathode nach Art |
| der sog. Wanderkathode benutzt werden, bei der |
| im Innern de: Kathodenkörpers die Einissions- |
Substanzen durch feine Öffnungen oder Kanäle an die Kathodenoberfläche während des
Betriebes, d. h. im geheizten Zustand der Kathode, wandert und dort eine außerordentlich
dünne, insbesondere monomolekulare Emissionsschicht bilden.
-
Auf einer solchen Kathode, deren Kathodenkörper gegebenenfalls ein
Sinterkörper aus hochschmelzendem Metall, wie z. B. Wolfram, ist, kann das Gitter
mittels einer isolierenden Tragschicht gehaltert sein. Durch kataphoretisches oder
sonstiges elektrophoretisches Aufbringen oder Aufdampfen lädt sich eine isolierende
Zwischenschicht aus Quarz, Aluminiumoxyd oder anderen wärmebeständigen Isoliermaterialien
bilden, die rippen-oder rasterartig die Kathodenoberfläche bedeckt.
Auf
diesem Isolierstoffträger kann dann die Gitterelektrode als dünne Metallschicht
aus Gold, Wolfram, Molybdän, Platin od. dgl. aufgebracht sein.
-
Bei einer derart ausgebildeten Elektrodenanordnung besteht in gewissem
Umfang die Gefahr, daß Emissionssubstanzen auf die Gitterelektrode gelangen. Im
Betrieb der Röhre würde sich eine an sich vielleicht vorhandene Neigung zu thermischer
Gitteremission noch unerwünscht verstärken, so daß eine Abhilfe hiergegen in zahlreichen
Fällen wünschenswert erscheint. Dementsprechend besteht die Erfindung darin, daß
das Gitter so ausgebildet ist, daß es sich im Betrieb der Röhre zusätzlich heizen
läßt.
-
Um die Gitterelektrode auf die erforderliche hohe Temperatur zu bringen,
können elektrische Ströme das Gitter durchfließen und dasselbe so stark erwärmen,
daß Emissionssubstanzen, die die Neigung haben, sich hierauf niederzulassen, zur
Verdampfung gebracht werden. Die Heizung der Gitterelektrode kann. mit Gleich- oder
Wechselstrom vorgenommen werden. Bei der Verwendung von Wechselströmen kommen vorwiegend
Ströme solcher Frequenz in Betracht, die außerhalb des Arbeitsbereiches der zu verstärkenden
Wechselströme oder Spannungen liegen. Es kommen in manchen Fällen aber auch Ströme
der gleichen Frequenz in Frage, unter Umständen sogar die Steuerströme selbst.
-
Bei der Verwendung einer Gleichstromheizung kann der längs des Gitters
auftretende Spannungsabfall in manchen Fällen unerwünscht sein, weil dadurch die
Gittervorspannung der Gitterelektrode gegenüber der Kathode von Ort zu Ort verschieden
ist. Bei Röhren mit Regelcharakteristik ist ein solches Verhalten zwar erwünscht,
in manchen Fällen ist man aber bestrebt, an allen Punkten die gleiche Steuerwirkung
des Gitters zu erreichen. Um nun die Steilheit bzw. den Durchgriff gleichmäßig zu
gestalten, können entweder die Öffnungen, der Gitterelektrode verschieden sein oder
die Anordnung läßt sich so treffen, daß der Abstand zwischen Kathode und Gitterelektrode
längs der Gitterelektrode sich von Ort zu Ort ändert. Es ist aber auch denkbar,
andere Mittel anzuwenden, um diese unerwünschte Vorspannungsdifferenz längs der
Gitterelektrodenverstärkung zu kompensieren.
-
Bei der Herstellung des Elektrodenaufbaues .kann man diesem Umstand
durch entsprechende Ausgestaltung der Schablone Rechnung tragen, die beim Aufbringen
der Isolierschicht verwendet wird. Es ist aber auch möglich, die Isolierschicht
jeweils keilförmig zu gestalten, indem amt einen Ende der Gitterelektrode mehr Isolationsmasse
aufgebracht wird.
-
Die zusätzliche Beheizung der Gitterelektrode kann in Weiterbildung
des Erfindungsgedankens auch zu einer solchen: Elektrodenanordnung führen, bei der
die Kathode mindestens durch das Gitter mitgeheizt oder sogar ausschließlich von
der Gitterelektrode aus beheizt wird. Für die Kathode ist in diesem Falle kein besonderer
Heizkörper mehr notwendig, und durch entsprechende Ausgestaltung läßt sich eine
günstige Temperaturverteilung erzielen,, die die notwendige Emissionstemperatur
der Kathodenoberfläche gewährleistet. In Anbetracht der außerordentlich geringen
Abstände zwischen Gitterelektrode und Kathode ist dies in durchaus einsfacher Weise
möglich.
-
Eine solche Röhre ist hervorragend geeignet für den. Betrieb in sog.
Gitterbasisschaltung, hei der die Gitterelektrode für die zu verstärkenden Frequenzen
wechselstrommäßig auf Nullpotential liegt. Bei den üblichen Röhren hat die Anordnung
einer Gitterbasisschaltung stets eines gewissen, mitunter nicht unerheblichen Aufwandes
bedurft, um die Zuleitungen zum Heizer durch entsprechende Verdrosselung od. dgl.
auf einem schwankenden Wechselstrompotential zu halten. Demgegenüber stellt die
Erfindung eine erhebliche Verbesserung dar, denn es können hier die Heizzuleitungen
unmittelbar angeschlossen werden und die Heizstromquellen wechselstrommäßig auf
Nullpotential liegen. Dabei beschränkt sich die Erfindung auch keineswegs auf die
Verwendung von Wanderkathoden, sondern ermöglicht ganz allgemein, Glühkathoden von
der benachbarten Gitterelektrode aus zu beheizen und auf die erforderliche Em,issionstemperatur
zu bringen. Dies bietet bei den üblichen Oxydkathoden außerdem noch den Vorteil,
daß sich ein unerwünschtes Niederschlagen verdampfter Emissionsstoffe auf dem Gitter
durch die hohe Gittertemperatur verhindern läßt.
-
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. In
Fig. r ist ein Ausführungsbeispiel in den für die Erfindung wesentlichen Teilen
schematisch in perspektivischer Darstellung veranschaulicht. Um die Erfindung näher
zu veranschaulichen, sind die Dicken für die verschiedenen Schichten übertrieben
stark dargesellt. Es handelt sich bei dem dargestellten Ausführungsheispiel um eine
Röhrchenkathode r, deren Breitseiten die Emissionsflächen darstellen. Die Form der
Kathode spielt für die Erfindung 'keine wesentliche Rolle. Die Erfindung eignet
sich für Scheibenkathoden, Flachkathoden und beliebige andere Kathodenformen in
gleicher Weise. Auf dem Kathodenröhrchen r befindet sich die Isolationsschicht 2,
die die Tragschicht der Gitterelektrode darstellt. Die Gitterelektrode 3 besteht
aus einer dünnen, leitenden Schicht, beispielsweise aus Wolfram, Molybdän oder Platin.
-
In Fig. 2 ist der Aufbau einer solchen Anordnung in einem Teilschnitt
deutlicher veranschaulicht. Hier ist mit 4 der vorzugsweise aus einem porösen Sinterkörper
bestehende Elektrodenkörper bezeichnet, auf dessen einer Seite sich der in Fig.
2 nicht dargestellte Emissionsvorrat befindet, während auf der Oberseite eine dünne,
vorzugsweise monomolekulare Emissionsschicht j infolge Durchwanderns des Emissionsvorrates
durch die feinen Öffnungen des Sinterkörpers 4 gebildet ist. Hierauf befindet sich
die Isolierschicht 6 in Form schmaler Stege, die beispielsweise aus Quarz bestehen.
Diese Schicht wiederum trägt die Gitterelektrode in Gestalt einer dünnen, leitenden
Schicht 7 aus einem
hochschmelzenden; Metall von an sich geringem
Elekt ronenemi ss ion sve rmögen.