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Vorrichtung mit einer elektrischen Entladungsröhre Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung mit einer elektrischen Entladungsröhre, die ein Elcktrodensystem
mit einem Steuergitter enthält, das zwischen zwei sich auf einem höheren Potential
als das Potential dieses Gitters befindenden Elektroden ärageordnet ist, wie es
z. B. in Mischröhren der Fall ist, in denen sich ein Steuergitter zwischen zwei
Schirmgittern befinden kann.
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Es :ind bereits einige Mittel bekannt zu dem Zweck, bei diesen Röhren
eine möglichst hohe Steilheit der Steuergitterspannungs-Anodenstrom-Charakteristik
zu erhalten.
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Es ist z.13. bereits vorgeschlagen worden, die Steilheit dadurch zu
steigern, daß die aus der Kathode austreitenden Elektronen zu einem Bündel vereinigt
werden und diesem Bündel ganz oder teilweise eine bestimmte Ablenkung erteilt wird,
wobei die verschiedenen Elektroden, insbesondere das Steuergitter, derart bemessen
werden, daß die Komponente der Geschwindigkeit der verschiedenen Elektronen, deren
Bahnen verschieden gerichtet sind, senkrecht zur Oberfläche des Steuergitters die
gleiche ist.
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Der Erfindung liegt nun die Eikenntnis zugrunde, daß die Elektronen
nicht einer seitlichen Ablenkung unterzogen, sondern vielmehr zü einem Bündel vereinigt
werden, in -dem sich die Elektroden gemäß parallelen Bahnen bewegen. In einer
erfindungsgemäßen
Vorrichtung wird eine elektrische Entladungsröhre verwendet., in der sich wenigstens
zwei Gitter befinden, deren wirksame Teile, in einer Richtung senkrecht zur Kathode
gesehen, hintereinanderlie:gen und bei der die Spannungen :und die Konfiguration
der Elektroden derart gewählt sind, daß aus diesen Elektroden ein Bündel heraustritt,
in dem sich die- Elektronen in praktisch parallelen Bahnen bewegen: und dieses Bündel
derart senkrecht auf das Steuergitter auftrifft, daß die Gitterfläche von den verschiedenen
Bündeln etwa in der Mitte zwischen zwei wirksamen Teilen getroffen wird.
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Mittels dieser Vorrichtung ist eine hohe Steilheit erzielbar; es ist
nicht nur notwendig, daß die Steuergitteroberfläche von den auf parallelen Bahnen
wandernden Elektronen getroffen wird, sondern auch daß die die Steuergitterdrähte
unmittelbar umgebenden Steuergitterteile praktisch nicht vom Bündel erreicht werden.
Dies steht im Zusammenhang mit, ,dem Potentialverlauf in der Steuergitterebene,
dessen Form in Fig.3 dargestellt ist und auf den bei der Erläuterung dieser Figur
näher eingegangen wird.
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Wenn gesagt wird, daß das Bündel die Steuergitterebene etwa in der
Mitte zwischen zwei wirksamen Teilen treffen muß, so muß man sich dabei denken,
daß etwa die Hälfte des Raumeis zwischen zwei Gitterteilen von Elektronen getroffen
wird und also auf beiden Seiten des Bündels etwa ein Viertel des Abstandes zwischen
diesen Elementen frei bleibt.
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Gemäß einer bestimmten Ausführungsform, bei der es sich gezeigt hat,
,daß vorzügliche Ergebnisse erhalten werden können, enthält eine erfindungsgemäße
Entladungsröhre ein Elektrodenisystem, das aus einer Kathode, zwei Gittern auf positivem
Potential, deren Windungen hintereinanderliegen, dann einem Steuergitttir, dessen
Windungen ebenfalls hinter denen der vorangehenden Gitter liegen, und einer auf
dieses Steuergitter gegebenenfalls unter Zwischenfügung von einem oder mehreren
Gittern folgenden Anode aufgebaut ist. Bei dieser Ausführungsmöglichkeit besitzt
das erste auf die Kathode folgende Gitter eine Spannung von i i V, das zweite Gitter
eine Spannung von 25 V, wobei der Abstand Kathode - erstes Gitter 1,5 mm,
der Abstand erstes Gitter - zweites Gitter i mm und der Abstand zweites Gitter -
Steuergitter 2 mm beträgt. Weiter beträgt die Steigung des ersten und des zweiten
Gitters i mm, die Drahtstärke dieser Gitter 0,25 mm. Schließlich sind die
Abstände und Spannungen .der auf das Steuergitter folgernden Elektrode(n) derart
gewählt, daß die mittlere Spannung dieses Gitters 3 V beträgt.
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Dieses Ausführungsbeispiel umfaßt eine Anzahl Abwandlungen; durch
Untersuchung eines Modells einer solchen Röhre, z. B. mitHilfe einer Kautschukhaut,
bei der die elektrischen Eigenschaften der Röhre und der Elektronenlauf mechanisch
dargetan werden können, kann man auf einfachem Wege die Umstände ermitteln, unter
denen die erwünschte Wirkung, d. h. das Auftreffen eines Bündels paralleler Elektronen
auf die Mitte- des Steuergitters erhalten wird. Es können z. B. dem Steuergitter
drei Gitter vorangehen, deren Windungen mit denen dieses Gitters hintereinanderliegen.
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Die Erfindung wird an Hand eines in den Fig. i und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert, in denen die Elektrodenanordnung einer in
einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Röhre schematisch
dargestellt ist; Fig. 3 zeigt dien Verlauf der Steilheit einer Röhre in einer Vorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung und' einer Röhre, bei der der Elektronenstrom nicht
ausschließlich auf das Steuergitter in der Mitte auftrifft, sondern auch die unmittelbar
um die Steuergitterteile herumliegenden Bereiche von den Elektronen erreicht werden;
hierbei ist die Steilheitsverbesserung klar ersichtlich.
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In den Fig. i und 2 ist das Elektrodensystem in konzentrischer Aufstellung
dargestellt; von den abgebildeten Elektroden ist i die Kathode, um welche ein Gitter
2, ein Gitter 3 und ein als Steuergitter wirkendes Gitter 4 herum angeordnet sind.
Von sämtlichen Gittern befinden sich, wie aus Fig.2 ersichtlich, die wirksamen Teile
hintereinander. Um das Steuergitter ist dann, gegebenenfalls unter Zwischenfügung
von einem oder mehreren Gittern, eine Anode herum angeordnet; diese Anode ist in
den Figuren nicht dargestellt.
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Ini Fig. 3 sind nebeneinander der Raum zwischen zwei Gitterteilen
5 und daneben die Anodenstrom-Gitterspannungs-Charakteristik 6 für den Fall abgebildet,
in dem die Elektronen über den ganzen Raum zwischen den Teilen 5 verteilt sind;
die weiter -dargestellte Kennlinie 7 gilt für den Fall, daß ein dann den gleichen
Strom enthaltendes Bündel ausschließlich in der Mitte zwischen den Elementen 5 die
Gitterfläche erreicht. Der Potentialverlauf in der Steuergitterehene ist mit 8 bezeichnet.
Aus diesen Figuren ist abzuleiten, daß erst über einen großen Spannungsverlauf sämtliche
Elektronen vom Steuergitter durchgelassen werden, wenndas Bündel den ganzen Raum
zwischen den Teilen 5 ausfüllt, während dieser Spannungsverlauf bedeutend kleiner
ist, wenn das Bündel nur die mit 9 bezeichnete Breite hat. Der Steilheitsunterschied
ist beim Vergleich ;der Kurven 6 und 7 ohne weiteres erkennbar.